(57)【要約】 【課題】超過蒸発量の生成運転やボイラ伝熱管の過熱などに起因するボイラ過負荷が生じても、迅速な脱却を可能にしてボイラ保護機能を高められるようにしたコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法を提供する。【解決手段】原動機からの排ガスが、「ボイラ運転許容最高温度」を越えない範囲で、かつボイラ固有の設定圧力を発生させる一群の「予想追焚量」を演算するとともに、このときの「達成可能蒸発量」も演算しておく。過負荷要因の「過負荷下限値」を検出するまでは「予想追焚量」中の最大値を充て、その「過負荷上限値」を検出するときの追焚量として「予想追焚量」中の最小値を充てる。追焚き時に要因の「過負荷下限値」を超えたときは、その最大値から最小値までの中間の対応値を充て、それを追焚バーナの燃料流量制御弁の開度で調整する。【選択図】図１
2010255861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラの蒸気圧を設定圧力に保つべく導入排ガスの追焚量を検出蒸気圧をもとにしたＰＩＤ制御による演算で決定するようにしている排熱ボイラと、該排熱ボイラに供給すべき排ガスを発電機駆動時に発生する原動機とを備えるコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法において、
（１）前記原動機の運転中の代表的な幾つかの原動機吸気温度とそのときの代表的な幾つかの負荷とに応じて発生する排ガスが、計算上排熱ボイラ入口で予め決められた「ボイラ運転許容最高温度」を越えない範囲で、かつ当該排熱ボイラ固有の設定圧力を計算上発生させる一群の「予想追焚量」を演算するとともに、このときの「達成可能蒸発量」も演算しておく工程、
（２）ボイラ過負荷要因の検出値が過負荷運転に該当するときに備え、当該要因の「過負荷下限値」を検出するまでの追焚量として「前記予想追焚量中の最大値」を充て、当該要因の「過負荷上限値」を検出するときの追焚量として「前記予想追焚量中の最小値」を充て、過負荷下限値と過負荷上限値の中間値が検出されるときの追焚量として、その最大値から最小値まで連続的に減少する関係を保った一連の値における「当該中間の対応値」を充てる工程、
（３）前記原動機から供給された排ガスを追焚きしている際に、過負荷要因の検出値が「過負荷下限値」を超えたときは、「前記予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」と、「前記予想追焚量中の最大値から最小値までの一連の値のうち過負荷要因の検出値に対応して与えられる追焚量」と、「前記ＰＩＤ制御により求められたＰＩＤ追焚量」とのうち最も少ない追焚量となるように、前記原動機からの排ガスを昇温させる追焚バーナの燃料流量制御弁の開度が調整される一方、前記「新気供給予想量」のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した新気供給量となるように、前記追焚バーナの上流側へ新気を送り込む送風機の吐出量が調整される工程、（４）前記原動機から供給された排ガスの追焚き時新気を混合させることなく、ボイラの蒸気圧を設定圧力に保つべくＰＩＤ追焚量を決定して排ガスを追焚きしている際に、蒸気需要側の蒸気消費の増大に基づく「蒸発量拡大要件」が満たされると、その時点より原動機から供給された排ガスに新気を供給するとともに、その後の蒸気圧をもとに引続き「ＰＩＤ演算」して追焚量を決定し、前記「蒸発量拡大要件」が満たされなくなると、その時点より原動機から供給された排ガスに新気を混合させることを停止するとともに、その後の蒸気圧をもとに追焚量をＰＩＤ演算により定める工程、
を具備するようにしたことを特徴とするコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法。
【請求項２】
前記（１）の工程は、排ガスに新気を混合させたとした状態で、前記予想追焚量が「新気供給あり時予想追焚量」であり、前記達成可能蒸発量は「新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、加えて「新気供給あり時予想追焚量」に必要となる「新気供給予想量」も演算され、
前記（２）の工程は、前記過負荷要因の検出が新気を供給して追焚運転しているときになされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」および「ボイラ蒸発量」であり、前記過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」および「原動機吸気温度と負荷とに応じて演算された新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、前記過負荷上限値はボイラ運転許容最高温度に予め決められた超過許容温度を上乗せした「超過最高温度」であり、また、新気供給あり時達成可能蒸発量に予め決められた超過許容蒸発量を上乗せした「新気供給あり時超過最大蒸発量」であり、
前記（３）の工程は、前記追焚きが新気を供給してなされ、前記過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」および「ボイラ蒸発量」であり、前記過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」および「新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量は、「新気供給あり時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」であることを特徴とする請求項１に記載されたコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法。
【請求項３】
前記（１）の工程は、排ガスに新気を混合させたとした状態で、前記予想追焚量が「新気供給あり時予想追焚量」であり、前記達成可能蒸発量は「新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、加えて「新気供給あり時予想追焚量」に必要となる「新気供給予想量」も演算され、
前記（２）の工程は、前記過負荷要因の検出が新気を供給して追焚運転しているときになされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」であり、前記過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」であり、前記過負荷上限値はボイラ運転許容最高温度に予め決められた超過許容温度を上乗せした「超過最高温度」であり、
前記（３）の工程は、前記追焚きは新気を供給してなされ、前記過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」であり、前記過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量は、「新気供給あり時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」であることを特徴とする請求項１に記載されたコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法。
【請求項４】
前記（１）の工程は、排ガスに新気を混合させたとした状態で、前記予想追焚量が「新気供給あり時予想追焚量」であり、前記達成可能蒸発量は「新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、加えて「新気供給あり時予想追焚量」に必要となる「新気供給予想量」も演算され、
前記（２）の工程は、前記過負荷要因の検出が新気を供給して追焚運転しているときになされ、過負荷要因が「ボイラ蒸発量」であり、前記過負荷下限値は「そのときの原動機吸気温度と負荷とに応じて演算された新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、前記過負荷上限値は新気供給あり時達成可能蒸発量に予め決められた超過許容蒸発量を上乗せした「新気供給あり時超過最大蒸発量」であり、
前記（３）の工程は、前記追焚きは新気を供給してなされ、前記過負荷要因が「ボイラ蒸発量」であり、前記過負荷下限値は「新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量は、「新気供給あり時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」であることを特徴とする請求項１に記載されたコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法。
【請求項５】
前記（４）の工程の前記「蒸発量拡大要件が満たされる」とは、ボイラ入口排ガス温度の検出値がボイラ運転許容最高温度から予め決められた分だけ上回る「新気供給開始温度」以上となることであり、前記「蒸発量拡大要件が満たされなくなる」とは、ボイラ入口排ガス温度の検出値が、そのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応したボイラ入口排ガス温度から予め決められた分だけ下回る「新気供給停止温度」以下となることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載されたコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法。
【請求項６】
前記（４）の工程の前記「蒸発量拡大要件が満たされる」とは、ボイラ蒸発量の検出値が、そのときの原動機吸気温度と負荷とに応じて演算された新気供給なし時達成可能蒸発量から予め決められた分だけ上回る「新気供給開始蒸発量」以上となることであり、前記「蒸発量拡大要件が満たされなくなる」とは、ボイラ蒸発量の検出値が、新気供給なし時達成可能蒸発量から予め決められた分だけ上回るが前記新気供給開始蒸発量よりは少ない「新気供給停止蒸発量」以下となることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載されたコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法。
【請求項７】
前記（４）の工程の前記「蒸発量拡大要件が満たされる」とは、ボイラ蒸気圧の検出値が設定圧力から予め決められた分だけ下回る「新気供給開始蒸気圧」以下となることであり、前記「蒸発量拡大要件が満たされなくなる」とは、ボイラ蒸気圧の検出値が、設定圧力から予め決められた分だけ上回る「新気供給停止蒸気圧」以上となることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載されたコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法。
【請求項８】
前記（４）の工程の前記「蒸発量拡大要件が満たされる」とは、ＰＩＤ追焚量が新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量から予め決められた分だけ下回る「新気供給開始追焚量」以上となることであり、前記「蒸発量拡大要件が満たされなくなる」とは、ＰＩＤ追焚量が、新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量から予め決められた分だけ下回るが前記新気供給開始追焚量よりは少ない「新気供給停止追焚量」以下となることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載されたコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法。
【請求項９】
ボイラの蒸気圧を設定圧力に保つべく導入排ガスの追焚量を検出蒸気圧をもとにしたＰＩＤ制御による演算で決定するようにしている排熱ボイラと、該排熱ボイラに供給すべき排ガスを発電機駆動時に発生する原動機とを備えるコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法において、
（１）前記原動機の運転中の代表的な幾つかの原動機吸気温度とそのときの代表的な幾つかの負荷とに応じて発生する排ガスが、計算上排熱ボイラ入口で予め決められた「ボイラ運転許容最高温度」を越えない範囲で、かつ当該排熱ボイラ固有の設定圧力を計算上発生させる一群の「予想追焚量」を演算するとともに、このときの「達成可能蒸発量」も演算しておく工程、
（２）ボイラ過負荷要因の検出値が過負荷運転に該当するときに備え、当該要因の「過負荷下限値」を検出するまでの追焚量として「前記予想追焚量中の最大値」を充て、当該要因の「過負荷上限値」を検出するときの追焚量として「前記予想追焚量中の最小値」を充て、過負荷下限値と過負荷上限値の中間値が検出されるときの追焚量として、その最大値から最小値まで連続的に減少する関係を保った一連の値における「当該中間の対応値」を充てる工程、
（３）前記原動機から供給された排ガスを追焚きしている際に、「過負荷下限値」を超えたときは、「前記予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」と、「前記予想追焚量中の最大値から最小値までの一連の値のうち過負荷要因の検出値に対応して与えられる追焚量」と、「前記ＰＩＤ制御により求められたＰＩＤ追焚量」とのうち最も少ない追焚量となるように、前記原動機からの排ガスを昇温させる追焚バーナの燃料流量制御弁の開度が調整される工程、
を具備するようにしたことを特徴とするコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法。
【請求項１０】
前記（１）の工程は、排ガスに新気を混合させない状態で、前記予想追焚量が「新気供給なし時予想追焚量」であり、前記達成可能蒸発量は「新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、
前記（２）の工程は、前記過負荷要因の検出が新気を供給しないで追焚運転しているときになされ、前記過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」および「ボイラ蒸発量」であり、過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」および「原動機吸気温度と負荷とに応じて演算された新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、過負荷上限値はボイラ運転許容最高温度に予め決められた超過許容温度を上乗せした「超過最高温度」であるとともに、新気供給なし時達成可能蒸発量に予め決められた超過許容蒸発量を上乗せした「新気供給なし時超過最大蒸発量」であり、
前記（３）の工程は、前記追焚きは新気を供給しないでなされ、前記過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」および「ボイラ蒸発量」であり、前記過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」および「新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量は、「新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」であることを特徴とする請求項９に記載されたコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法。
【請求項１１】
前記（１）の工程は、排ガスに新気を混合させない状態で、前記予想追焚量が「新気供給なし時予想追焚量」であり、前記達成可能蒸発量は「新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、
前記（２）の工程は、前記過負荷要因の検出が新気を供給しないで追焚運転しているときになされ、前記過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」であり、前記過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」であり、前記過負荷上限値はボイラ運転許容最高温度に予め決められた超過許容温度を上乗せした「超過最高温度」であり、
前記（３）の工程は、前記追焚きは新気を供給しないでなされ、前記過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」であり、前記過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量は、「新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」であることを特徴とする請求項９に記載されたコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法。
【請求項１２】
前記（１）の工程は、排ガスに新気を混合させない状態で、前記予想追焚量が「新気供給なし時予想追焚量」であり、前記達成可能蒸発量は「新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、
前記（２）の工程は、前記過負荷要因の検出が新気を供給しないで追焚運転しているときになされ、前記過負荷要因が「ボイラ蒸発量」であり、過負荷下限値は「そのときの原動機吸気温度と負荷とに応じて演算された新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、過負荷上限値は新気供給なし時達成可能蒸発量に予め決められた超過許容蒸発量を上乗せした「新気供給なし時超過最大蒸発量」であり、
前記（３）の工程は、前記追焚きは新気を供給しないでなされ、過負荷要因が「ボイラ蒸発量」であり、前記過負荷下限値は「新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量は、「新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」であることを特徴とする請求項９に記載されたコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法。
【請求項１３】
前記排熱ボイラは、蒸気を発生させるボイラに代えて温水・温油を設定温度に保つべく導入排ガスの追焚量を検出温水・温油の温度をもとにたＰＩＤ制御により決定するようにしており、前記蒸発量は温水・温油量に置き替えられ、前記蒸気は温水・温油に、圧力は温水・温油の温度に置き替えられることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載されたコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法に係り、発電設備と排熱ボイラとを組み合わせて熱電並給させるようにしているコージェネレーションシステムに適用される。詳しく述べれば、発電装置のガスタービンなどから排熱ボイラに供給される排ガスを追焚きするにあたり、その排熱ボイラで過負荷運転となったとき、それからの迅速な脱却を可能にしてボイラ保護能力を高めておくとともに、このとき蒸気をボイラより受けて消費する設備（以下「蒸気需要側」という）の操業を急激に変調させることのない蒸発量を確保できるようにしておく。さらには、蒸気需要側から計画時の予定を超える過大な量の蒸気要求があったとき、ボイラの蒸気発生能力一杯までの蒸発量（ボイラが元来持つ許容最大蒸発量）が得られるよう熱エネルギの追加供給を可能にしておき、この場合でも過負荷が生じれば、そこからの迅速な脱却を図ることができるようにしたボイラ供給排ガスの追焚制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン、ガスエンジン、ディーゼルエンジン等の原動機を用いて発電する一方、その排ガスを使用して排熱ボイラを稼働させれば、省エネ運転を図りながら電力需要と蒸気需要の両方を同時に満たしたエネルギ供給をすることができる。このようなコージェネレーションシステム (combined heat and power)は特開平５−８６９００号公報などによって公知であり、化学プラント等種々なプラント設備においては極めて重宝で、その導入が昨今ますます盛んになってきている。
【０００３】
この種のコージェネレーションシステムにおいては、従来電力需要を主体にしていることが多いので、排熱ボイラにおける蒸気発生量は、発電装置からの排ガスを使用しかつそれをある程度追焚きした熱エネルギで生成できる範囲にとどめられている。すなわち、蒸気消費量の多少を特に問題としないか需要量自体が大きくないプラントやその付帯設備においては、追焚きするにあたり蒸気発生量は二の次とし、能力超過蒸発量の生成運転やボイラ伝熱管の過熱（以下「ボイラの過負荷運転」という）を考慮して、ボイラ入口排ガス温度が運転許容最高温度例えば８５０℃となるときの追焚量を追焚バーナの最大燃焼量と定め、その最大燃焼量に到るまではボイラで通常採用されているのと同様に、ＰＩＤ制御によって蒸気ドラム圧が設定圧力（常用圧力、例えば１．２７ＭＰａ）に保たれるようにしている。
【０００４】
ちなみに、追焚バーナを備えたコージェネレーションシステムはかなり以前からその構想が存在する。例えば特開平８−１５９４１１号公報等にも開示されているとおりであるが、現在までに幾種類ものシステム構成が案出され、それらが公知となっている。図３１はその一例である。このようなコージェネレーションシステムを導入する場合、発電機８から供給可能な排ガス量にふさわしい排熱ボイラ２が組み合わされるように配慮するが、蒸気需要側２４の要求蒸発量が必ずしもその排熱ボイラで満たされるとは限らない。したがって、排熱ボイラとしては、蒸気需要側の要求蒸発量を満たすべく蒸気発生能力に余裕あるものが採用される。
【０００５】
これは、蒸気需要側がコージェネレーションシステム計画時の蒸発量を超えて要求することがあっても、排熱ボイラはそれに応えることができることを意味する。この場合に、追焚量を増やせば蒸発量を増大させることができるが、追焚きはいくらしてもよいというものでない。ボイラにおいてはボイラ水の循環を乱さないようにとの理由から蒸発量の上限が定められていたり、水管群の耐熱性を考慮して導入される排ガス温度に制約が課せられたりするからである。
【０００６】
蒸気需要側からボイラが本来持つ許容最大蒸発量が要求されない限り、蒸気ドラム１１の圧力などを上記した常用圧力に保ちかつボイラ入口排ガス温度を運転許容最高温度より低く維持しておくことができれば、追焚きが原因でボイラの運転に支障をきたすことはなく、常に安全に稼働させることができる。逆に言えば、ボイラ入口排ガス温度が許容値の例えば８５０℃を超えないように追焚量を抑えたときは、許容最大蒸発量を発生させることができなくてもやむを得ないという運転をすることになる。
【０００７】
この場合、ボイラ入口排ガス温度をセンサ２２で見張ったりその都度の蒸発量をフローセンサ２５で確認しなければならなくなるが、一旦過負荷に陥ってしまったときの措置としては、ＰＩＤ制御で演算された現在の追焚量から例えば１０％低減させてボイラ入口排ガス温度や蒸発量をチェックし、いずれかの過負荷が依然として残るようであれば、さらに１０％低減するといったような段階的な追焚量抑制操作をするなどして、過負荷からの脱却を図らなければならなくなる。
【０００８】
しかし、この場合、ボイラ入口排ガス温度や蒸発量を検出するセンサの測定精度が信頼性の高いものでなければならない。精度よい検出ができるセンサであるとしても、追焚量の段階的低減で反映される温度や蒸発量の低下には無視し難いタイムラグを伴い、過負荷からの脱却に時間を要する。そのうえ、ボイラ入口排ガス温度のセンサ検出値は炉壁輻射等の影響を受けて常に正確であるとは言いがたい。蒸発量を検出するフローメータも運転環境の変化を受けることがあって常に正確に検出しているかは疑わしい。そこで、追焚量低減量を大きくすべくボイラ運転可能最小追焚量すなわち最小燃焼量まで一気に落とすとすれば脱却は速くなるものの、追焚量の急激な低下は蒸発量の大きな変動をきたし、急激に不足する蒸気量が原因で蒸気需要側の操業に混乱を招きかねない。
【０００９】
ところで、蒸気需要側の消費が激しくなると、蒸気圧（ドラム圧）が急減したり常用圧力より低下した状態が一時的に継続するなどする。ＰＩＤ制御は蒸気圧を常用圧力に戻そうとするから追焚量は増やされることになり、この増大は排熱ボイラに供給されるガスに運転許容最高温度の８５０℃を超えさせたり、蒸発量の過多化の原因となる。このようなことを考慮すると、排熱ボイラを過負荷運転に耐える構造にしておくか、蒸気需要側の要求よりも２ランクも３ランクも上回る能力のボイラを選定して、過負荷運転に入ることがないようにしておかねばならない。１ランク上程度ならともかく、さらに上のランクの排熱ボイラは過剰能力となることが避けられず、設備コストにも無用の増大を強いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平５−８６９００号公報
【特許文献２】特開平８−１５９４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記した問題に鑑みなされたもので、その目的は、蒸気需要側からコージェネレーションシステム計画時の予定を超える過大な蒸発量の要求があったときにはボイラが元来持つ許容最大蒸発量もしくはそれに近い量が得られるようにすること、この場合、能力超過蒸発量の生成運転やボイラ伝熱管の過熱などボイラに過負荷が生じても、それからの迅速な脱却を可能にしてボイラ保護機能を高められるようにし、同時に蒸発量が過剰に減少したり変動しないようにして蒸気需要側での操業を急激に変調させないようにしておくことである。加えて、蒸気需要側から計画時の予定範囲内の蒸発量の要求を満たすだけの操業であっても、過負荷運転に陥ったときには、それからの速やかな脱却と蒸発量の意図しない減少や変動を抑制できるようにしたコージェネレーションシステムの排ガス追焚制御法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ボイラの蒸気圧を設定圧力（常用圧力）に保つべく導入排ガスの追焚量を検出蒸気圧をもとにしたＰＩＤ制御による演算で決定するようにしている排熱ボイラと、その排熱ボイラに供給すべき排ガスを発電機駆動時に発生する原動機とを備えるコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法に適用される。その特徴とするところは、（１）原動機７（図１を参照）の運転中の代表的な幾つかの原動機吸気温度とそのときの代表的な幾つかの負荷とに応じて発生する排ガス４が、計算上排熱ボイラ入口で予め決められた「ボイラ運転許容最高温度」を越えない範囲で、かつその排熱ボイラ固有の設定圧力を計算上発生させる一群の「予想追焚量」を演算するとともに、このときの「達成可能蒸発量」も演算しておく工程、
（２）ボイラ過負荷要因の検出値が過負荷運転に該当するときに備え、その要因の「過負荷下限値」を検出するまでの追焚量として「予想追焚量中の最大値」を充て、その要因の「過負荷上限値」を検出するときの追焚量として「予想追焚量中の最小値」を充て、過負荷下限値と過負荷上限値の中間値が検出されるときの追焚量として、その最大値から最小値まで連続的に減少する関係を保った一連の値におけるその「中間の対応値」を充てる工程、
（３）原動機７から供給された排ガス４を追焚きしている際に、過負荷要因の検出値が「過負荷下限値」を超えたときは、「予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」と、「予想追焚量中の最大値から最小値までの一連の値のうち過負荷要因の検出値に対応して与えられる追焚量」と、「ＰＩＤ制御により求められたＰＩＤ追焚量」とのうち最も少ない追焚量となるように、原動機７からの排ガス４を昇温させる追焚バーナ１５の燃料流量制御弁１６の開度が調整される一方、「新気供給予想量」のうちそのときの原動機７の吸気温度と負荷の検出値に対応した新気供給量となるように、追焚バーナ１５の上流側へ新気を送り込む送風機１９の吐出量が調整される工程、
（４）原動機７から供給された排ガス４の追焚き時新気を混合させることなく、ボイラの蒸気圧を設定圧力に保つべくＰＩＤ追焚量を決定して排ガス４を追焚きしている際に、蒸気需要側の蒸気消費の増大に基づく「蒸発量拡大要件」が満たされると、その時点より原動機７から供給された排ガス４に新気を供給するとともに、その後の蒸気圧をもとに引続き「ＰＩＤ演算」して追焚量を決定し、「蒸発量拡大要件」が満たされなくなると、その時点より原動機７から供給された排ガス４に新気を混合させることを停止するとともに、その後の蒸気圧をもとに追焚量を「ＰＩＤ演算」により定める工程を具備するようにしたことである。
【００１３】
上記の（１）の工程は、排ガスに新気を混合させたとした状態で、予想追焚量が「新気供給あり時予想追焚量」であって、達成可能蒸発量は「新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、加えて「新気供給あり時予想追焚量」に必要となる「新気供給予想量」も演算され、
（２）の工程は、過負荷要因の検出が新気を供給して追焚運転しているときにされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」および「ボイラ蒸発量」であり、過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」および「原動機吸気温度と負荷とに応じて演算された新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、過負荷上限値はボイラ運転許容最高温度に予め決められた超過許容温度を上乗せした「超過最高温度」であり、また、新気供給あり時達成可能蒸発量に予め決められた超過許容蒸発量を上乗せした「新気供給あり時超過最大蒸発量」であり、
（３）の工程は、追焚きが新気を供給してなされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」および「ボイラ蒸発量」であり、過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」および「新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量は、「新気供給あり時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」としたことである。
【００１４】
上記の（１）の工程は、排ガスに新気を混合させたとした状態で、予想追焚量が「新気供給あり時予想追焚量」であって、達成可能蒸発量は「新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、加えて「新気供給あり時予想追焚量」に必要となる「新気供給予想量」も演算され、
（２）の工程は、過負荷要因の検出が新気を供給して追焚運転しているときになされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」であり、過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」であり、過負荷上限値はボイラ運転許容最高温度に予め決められた超過許容温度を上乗せした「超過最高温度」であり、
（３）の工程は、追焚きが新気を供給してなされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」であり、過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」であって、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量は、「新気供給あり時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」としたことである。
【００１５】
上記の（１）の工程は、排ガスに新気を混合させたとした状態で、予想追焚量が「新気供給あり時予想追焚量」であって、達成可能蒸発量は「新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、加えて「新気供給あり時予想追焚量」に必要となる「新気供給予想量」も演算され、
（２）の工程は、過負荷要因の検出が新気を供給して追焚運転しているときになされ、過負荷要因が「ボイラ蒸発量」であり、過負荷下限値は「そのときの原動機吸気温度と負荷とに応じて演算された新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、過負荷上限値は新気供給あり時達成可能蒸発量に予め決められた超過許容蒸発量を上乗せした「新気供給あり時超過最大蒸発量」であり、
（３）の工程は、追焚きが新気を供給してなされ、過負荷要因が「ボイラ蒸発量」であって、過負荷下限値は「新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量は、「新気供給あり時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」としたことである。
【００１６】
上記（４）の工程の「蒸発量拡大要件が満たされる」とは、ボイラ入口排ガス温度の検出値がボイラ運転許容最高温度から予め決められた分だけ上回る「新気供給開始温度」以上となることであり、「蒸発量拡大要件が満たされなくなる」とは、ボイラ入口排ガス温度の検出値が、そのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応したボイラ入口排ガス温度から予め決められた分だけ下回る「新気供給停止温度」以下となることである。
【００１７】
上記（４）の工程の「蒸発量拡大要件が満たされる」とは、ボイラ蒸発量の検出値が、そのときの原動機７の吸気温度と負荷とに応じて演算された新気供給なし時達成可能蒸発量から予め決められた分だけ上回る「新気供給開始蒸発量」以上となることであり、「蒸発量拡大要件が満たされなくなる」とは、ボイラ蒸発量の検出値が、新気供給なし時達成可能蒸発量から予め決められた分だけ上回るが新気供給開始蒸発量よりは少ない「新気供給停止蒸発量」以下となることである。
【００１８】
上記（４）の工程の「蒸発量拡大要件が満たされる」とは、ボイラ蒸気圧の検出値が設定圧力から予め決められた分だけ下回る「新気供給開始蒸気圧」以下となることであり、「蒸発量拡大要件が満たされなくなる」とは、ボイラ蒸気圧の検出値が、設定圧力から予め決められた分だけ上回る「新気供給停止蒸気圧」以上となることである。
【００１９】
上記（４）の工程の「蒸発量拡大要件が満たされる」とは、ＰＩＤ追焚量が新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量から予め決められた分だけ下回る「新気供給開始追焚量」以上となることであり、「蒸発量拡大要件が満たされなくなる」とは、ＰＩＤ追焚量が、新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量から予め決められた分だけ下回るが新気供給開始追焚量よりは少ない「新気供給停止追焚量」以下となることである。      
【００２０】
（１）原動機７の運転中の代表的な幾つかの原動機吸気温度とそのときの代表的な幾つかの負荷とに応じて発生する排ガス４が、計算上排熱ボイラ入口で予め決められた「ボイラ運転許容最高温度」を越えない範囲で、かつその排熱ボイラ固有の設定圧力を計算上発生させる一群の「予想追焚量」を演算するとともに、このときの「達成可能蒸発量」も演算しておく工程、
（２）ボイラ過負荷要因の検出値が過負荷運転に該当するときに備え、その要因の「過負荷下限値」を検出するまでの追焚量として「予想追焚量中の最大値」を充て、その要因の「過負荷上限値」を検出するときの追焚量として「予想追焚量中の最小値」を充て、過負荷下限値と過負荷上限値の中間値が検出されるときの追焚量として、その最大値から最小値まで連続的に減少する関係を保った一連の値におけるその「中間の対応値」を充てる工程、
（３）原動機７から供給された排ガス４を追焚きしている際に、「過負荷下限値」を超えたときは、「予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」と、「予想追焚量中の最大値から最小値までの一連の値のうち過負荷要因の検出値に対応して与えられる追焚量」と、「ＰＩＤ制御により求められたＰＩＤ追焚量」とのうち最も少ない追焚量となるように、原動機７からの排ガス４を昇温させる追焚バーナ１５の燃料流量制御弁１６の開度が調整される工程を具備するようにしたことである。
【００２１】
上記（１）の工程は、排ガスに新気を混合させない状態で予想追焚量が「新気供給なし時予想追焚量」であり、達成可能蒸発量は「新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、
（２）の工程は、過負荷要因の検出が新気を供給しないで追焚運転しているときになされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」および「ボイラ蒸発量」であり、過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」および「原動機吸気温度と負荷とに応じて演算された新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、過負荷上限値はボイラ運転許容最高温度に予め決められた超過許容温度を上乗せした「超過最高温度」であるとともに、新気供給なし時達成可能蒸発量に予め決められた超過許容蒸発量を上乗せした「新気供給なし時超過最大蒸発量」であり、
（３）の工程は、追焚きが新気を供給しないでなされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」および「ボイラ蒸発量」であり、過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」および「新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量は、「新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」としたことである。
【００２２】
上記（１）の工程は、排ガスに新気を混合させない状態で予想追焚量が「新気供給なし時予想追焚量」であり、達成可能蒸発量は「新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、
（２）の工程は、過負荷要因の検出が新気を供給しないで追焚運転しているときになされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」であり、過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」であり、過負荷上限値はボイラ運転許容最高温度に予め決められた超過許容温度を上乗せした「超過最高温度」であり、
（３）の工程は、追焚きが新気を供給しないでなされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」であり、過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量は、「新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」としたことである。
【００２３】
上記（１）の工程は、排ガスに新気を混合させない状態で、予想追焚量が「新気供給なし時予想追焚量」であり、達成可能蒸発量は「新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、  （２）の工程は、過負荷要因の検出が新気を供給しないで追焚運転しているときになされ、過負荷要因が「ボイラ蒸発量」であり、過負荷下限値は「そのときの原動機吸気温度と負荷とに応じて演算された新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、過負荷上限値は新気供給なし時達成可能蒸発量に予め決められた超過許容蒸発量を上乗せした「新気供給なし時超過最大蒸発量」であり、
（３）の工程は、追焚きが新気を供給しないでなされ、過負荷要因が「ボイラ蒸発量」であり、過負荷下限値は「新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量は、「新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」としたことである。
【００２４】
排熱ボイラは、蒸気を発生させるボイラに代えて温水・温油を設定温度に保つべく導入排ガス４の追焚量を検出温水・温油温度をもとにしたＰＩＤ制御により決定するようにしており、上記いずれの構成においても、蒸発量を温水・温油量に置き替え、蒸気を温水・温油に、圧力を温水・温油の温度に置き替えることにより形成される温水・温油用排熱ボイラとしたことである。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１に係る発明によれば、コージェネレーションシステム計画時に、排ガスを追焚くことにより発生させることができる蒸発量を超える能力の排熱ボイラを選定しておくことになるものの、排ガスに新気を供給するとともに追焚量を増やすことができるようにしておくので、蒸気需要側から計画時の予定を超える過大な蒸発量の要求があっても、それに応えることができるようになる。すなわち、送風機を運転しなければ発電装置からの排ガスの追焚きだけで稼働させることになり、送風機を運転すれば排ガスに新気を混合させかつ追焚量を増やすことによって、排熱ボイラが本来発揮し得る許容最大蒸発量もしくはそれに近い量を発生させることができる。この蒸発量拡大稼働中にボイラの過負荷要因が発生しても、発電装置の原動機吸気温度や負荷を考慮したうえでの抑制追焚量の選定がなされ、過負荷からの脱却を図ってボイラが保護される。このとき、ボイラ運転可能最小追焚量まで一気に落とすことはないから、蒸発量が過大に減少したり変動することはなく、蒸気需要側での操業に急激な変調や混乱をきたさないようにしておくことができる。追焚量の抑制動作は原則として過負荷後に一度行えばよく、制御自体が単純化し、誤動作も可及的に少なくなる。
【００２６】
請求項２ないし請求項４によれば、過負荷要因であるボイラ伝熱管の過熱や蒸発量過多からは、その要因に基づく抑制追焚量を演算することで、極めてシンプルな制御によって脱却することができる。特に、請求項２の場合には、排ガス温度センサや蒸気フローメータに信頼がおけない事情があったとしても、二つの異なる過負荷要因によって監視することになり、制御の確実性を上げることができる。
【００２７】
請求項５ないし請求項８によれば、蒸気需要側の消費増大に応えるべく蒸発量拡大のため、その要件の有無が把握され、蒸気需要側の満足と蒸発量拡大不要時の省エネ運転への移行がチャタリングを起こすことなく円滑になされる。
【００２８】
請求項９に係る発明によれば、送風機を運転することがないから蒸発量拡大運転はないが、ボイラの過負荷要因が発生しても、過負荷からの脱却を図るべく抑制追焚量を、発電装置の原動機吸気温度や負荷を考慮したうえでボイラ保護運転の範囲にとどめて決めることができる。この場合もボイラ運転可能最小追焚量まで一気に落とすことがなく、蒸気需要側での操業に急激な変動に基づく混乱をきたさないようにしておくことができる。追焚量の抑制動作は原則として過負荷後に一度実行され、そのための制御の繰り返しは必要でなくなる。
【００２９】
請求項１０ないし請求項１２によれば、過負荷要因であるボイラ伝熱管の過熱や蒸発量過多からの脱却はその要因に基づく最小の追焚量で対処し、それをシンプルな制御系で実行することができる。特に、請求項１０の場合には、排ガス温度センサや蒸気フローメータに信頼がおけない事情があるとしても、二つの過負荷要因によって見張ることになり、制御の信頼性の向上が期待される。
【００３０】
請求項１３の発明は、上記したいずれの発明においても、蒸気発生用排熱ボイラに代えて温水・温油生成ボイラに適用できることを指摘しており、本発明の汎用性の高さを伺わせている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る排ガス追焚制御法を適用したコージェネレーションシステムの全体概念図。
【図２】排ガス追焚制御を表したブロック図。
【図３】送風機常時停止モードもしくは送風機不装備システムに適用される第（１）工程で準備のデータ（表１）。
【図４】送風機常時運転モードおよび送風機運転停止自動切替えモードに適用される第（１）工程で準備のデータ（表２）。
【図５】運転モードとそれを構成する形態ならびに各追焚量の導出態様（表３）。
【図６】運転形態とその包含工程（表４）。
【図７】送風機常時停止モードのみ実行可能とした送風機不装備システム図。
【図８】送風機常時停止モードのみ実行可能とした送風機不装備システムにおける形態Ａの制御ブロック図。
【図９】送風機不装備システムにおける形態Ｂの制御ブロック図。
【図１０】（ａ）は表１における原動機吸気温度、負荷に依存する追焚量の予想値を表したグラフ、（ｂ）は表２における原動機吸気温度、負荷に依存する追焚量の予想値を表したグラフ。
【図１１】（ａ）は送風機常時停止モードにおけるボイラ入口排ガス温度に起因する抑制追焚量算出用チャートとしてのグラフ、（ｂ）はボイラ蒸発量に起因する抑制追焚量算出用チャートとしてのグラフ。
【図１２】送風機常時停止モードもしくは送風機不装備システムにおけるボイラ過負荷脱却用追焚量選定フロー。
【図１３】送風機常時停止モードにおける形態Ａ＆Ｂの包含工程の組合わせ（表５）。
【図１４】（ａ）は送風機常時運転モードおよび送風機運転停止自動切替えモードにおけるボイラ入口排ガス温度に起因する抑制追焚量算出用チャートとしてのグラフ、（ｂ）はボイラ蒸発量に起因する抑制追焚量算出用チャートとしてのグラフ。
【図１５】送風機常時運転モードおよび送風機運転停止自動切替えモードにおけるボイラ過負荷脱却用追焚量選定フロー。
【図１６】送風機常時運転モードを実行する形態Ｆの制御ブロック図。
【図１７】送風機常時運転モードにおける形態Ｆ＆Ｇの包含工程の組合わせ（表６）。
【図１８】送風機運転停止自動切替えモードにおける形態Ｃ、Ｄ＆Ｅの包含工程の組合わせ（表７）。
【図１９】送風機常時運転モードを実行する形態Ｇの制御ブロック図。
【図２０】送風機運転停止自動切替えモードを実行する形態Ｃの制御ブロック図。
【図２１】送風機運転停止自動切替えモードを実行する形態Ｄの制御ブロック図。
【図２２】送風機運転停止自動切替えモードの過負荷抑制を実行する形態Ｅの制御ブロック図。
【図２３】追焚量制御全体のフローチャート。
【図２４】モード選択スイッチの構造例。
【図２５】ボイラ過負荷脱却運転適用要件充足可否の判定フロー。
【図２６】送風機常時停止モードを実行する形態Ａの制御ブロック図。
【図２７】送風機常時停止モードを実行する形態Ｂの制御ブロック図。
【図２８】新気供給あり運転適用要件の充足可否（蒸発量拡大への切替え）の判定フロー。
【図２９】新気供給あり運転適用解除要件の充足可否（蒸発量拡大からの逆替え）の判定フロー。
【図３０】発電装置停止下における送風機運転モードで実行する排熱ボイラ単独運転（形態Ｈ）の制御ブロック図。
【図３１】コージェネレーションシステムの既成例。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、本発明に係るコージェネレーションシステムにおける排ガス追焚制御法を、図面に示した実施の形態をもとにして詳細に説明する。図１は、発電装置１と排熱ボイラ２とを組み合わせたコージェネレーションシステムを表し、図２はその制御部の構成説明の詳細である。発電装置と排熱ボイラとの間には図１のごとく排ガスの流通ダクト３が設けられ、このダクトには大気から取り込んだ新気（フレッシュエア）５を排ガス４に混合する新気供給装置６も付設されている。
【００３３】
上記した発電装置１は、ガスタービン、ガスエンジンやディーゼルエンジンなどの原動機７と、それによって駆動されるジェネレータ（発電機）８とからなる。原動機から排出される排ガスは高い熱エネルギを保有しており、これが排熱ボイラ２に供給されて高温高圧の蒸気９を発生させる。その排ガスの保有エネルギは、原動機７の吸気温度や原動機負荷または発電機負荷に依存することは避けられない。そこで、例えば１３Ａ天然ガス１０を燃焼させて排ガス４を追焚きし、供給熱エネルギ量の補填が図られる。ボイラにおいては、蒸気ドラム１１またはそれと同等の機能を発揮するヘッダーにおける蒸気圧が検出され、これをもとにＰＩＤ演算して蒸気圧が設定圧力（常用圧力）である例えば１．２７ＭＰａに保たれるように、導入排ガス中での追焚量（以下「ＰＩＤ追焚量（単位：Ｎｍ3 ／ｈ）」という）が決定される。
【００３４】
ちなみに、発電装置１には原動機の吸気温度を検出する吸気温度センサ１２、原動機もしくは発電機の負荷を検出する負荷センサ１３が備えられる。いずれも公知のもので、詳しい説明は省く。追焚装置１４は追焚バーナ１５と燃料流量制御弁１６からなり、流通量を燃料フローメータ１７で検出してフィードバックし、所望の追焚量が達成されるように制御弁開度が調整される。新気供給装置６は、新気混合箱１８ならびに外気を取り込んで供給する送風機１９とそれを駆動する電動機２０からなる。その送風量調整は新気供給量制御弁２１の開度調節によったり、インバータ制御（周波数可変調整）による電動機回転数制御によったりしている。排熱ボイラには入口排ガス温度を検出する温度センサ２２、発生した蒸気を一旦貯留するドラム１１内の圧力を検出するセンサ２３、蒸気を消費する設備（以下「蒸気需要側」という）２４への流出量を検出する蒸気フローメータ２５が具備される。
【００３５】
このようなコージェネレーションシステムにおいては、排熱ボイラとして蒸気需要側の要求蒸発量を満たすべく蒸気発生能力に余力あるものが採用される。原動機吸気温度１５℃、原動機負荷７５％時で例示する。このとき、蒸気需要側の計画時の蒸発量要求が２６．０ｔ／ｈであるとすると、これが排ガスに新気を供給することなく発生させることができる「新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、これを可能にしかつ１ランク程度上の排熱ボイラが選定される。このような排熱ボイラからの排ガスに新気を混合して追焚量を上げれば、発生させることができる「新気供給あり時達成可能蒸発量」は３０．３ｔ／ｈとなり、これがボイラが元来持つ許容最大蒸発量である。なお、運転条件としての原動機吸気温度や負荷とそのときの追焚量や蒸発量については、図３と図４に掲記した表１および表２において後で詳しく説明する。
【００３６】
そのような排熱ボイラ２では、発電装置１との組み合わせにより図５の表３に分類したようにＡからＨまでの８つの運転形態が可能となる。そのうちの形態Ａと形態Ｂとは、排ガスに新気を混合させない「送風機常時停止」モードに属する。形態Ｃと形態Ｄと形態Ｅは、排ガスに新気を混合させなかったり混合させたりする「送風機運転停止自動切替え」モードを構成する。形態Ｆと形態Ｇは排ガスに新気を混合させる「送風機常時運転」のモードを形成する。いずれも発電装置が運転されている状況での操業であって、発電装置と排熱ボイラとの連動運転となっている。形態Ｈは発電装置が運転されていない状態すなわち排ガスのない状態で新気を供給して熱ガスを生成し、蒸気を得ようという「ボイラ単独運転」のモードである。
【００３７】
以下、順に原動機吸気温度１５℃、原動機負荷７５％時での数値を用いて具体的に説明する。形態Ａ（後述する図２６を参照）は排ガスを追焚きしている状態で、ボイラの過負荷保護を図るに及ばない状態にあるときの運転である。形態Ｂ（後述する図２７を参照）は、形態Ａの運転中に蒸気消費量の増大等に応える追焚過多に原因した伝熱管過熱や蒸発量超過といった過負荷が生じた結果、ボイラ保護を図るべくそこからの脱却を目指す運転である。
【００３８】
形態Ａではドラム等の蒸気圧をもとにしたＰＩＤ制御により追焚量が決定されるが、形態Ｂは本提案に係る後で詳しく述べる追焚量決定処理（最小追焚量の選定）に従う。いずれの形態も、送風機が停止されているから、発電装置から供給される排ガスを追焚きするだけで達成される最大蒸発量（新気供給なし時達成可能蒸発量）は計画時の２６．０ｔ／ｈである。したがって、排熱ボイラに蒸気発生余力があると言っても蒸発量はせいぜい２７．５ｔ／ｈが限界とされ、元来排熱ボイラの持つ許容最大蒸発量（新気供給あり時達成可能蒸発量）の３０．３ｔ／ｈをかなり下回った量しか発生させることができない。
【００３９】
形態Ｃ、形態Ｄ、形態Ｅの「送風機運転停止自動切替え」モードでは送風機の運転と停止を自動的に切り替え、切替え前では「新気供給なし時達成可能蒸発量」の２６．０ｔ／ｈを実現することができ、切替え後は「新気供給あり時達成可能蒸発量」の３０．３ｔ／ｈを実現でき、この切替え後過負荷に陥いったときの脱却も図られるようになっている。個々に述べると、形態Ｃ（後述する図２０を参照）は、排ガスに新気を混合させない追焚き下で、過負荷に至らなくボイラ保護を図るに及ばない状態にあるときの運転である。これは、形態Ａと実質的に同じである。
【００４０】
形態Ｄ（後述する図２１を参照）は、形態Ｃの運転中ボイラに過負荷が生じたためもしくは蒸気需要側からの蒸発量増大の要求に応じ、その時点以降送風機を回して排ガスへの新気混合を図り、蒸発量を拡大させる運転である。したがって、形態Ｂのような直接的なボイラ保護は行わない。新気の供給によりボイラ入口排ガス温度は低下するから伝熱管過熱が実質的に解消されることは言うまでもない。この形態Ｄの運転では蒸気ドラムの圧力が常用圧力を回復しまた維持するようにＰＩＤ制御され、それに基づき演算された追焚量となるように燃料ガスが燃焼される。
【００４１】
このような運転にあるとき増大する追焚量によって排ガスの温度が上昇し、「新気供給あり時達成可能蒸発量」の３０．３ｔ／ｈを超えた蒸発量が生成されたりボイラ伝熱管が８５０℃を超える場合がある。この時点でボイラ保護運転に入る必要があり、これが形態Ｅ（後述する図２２を参照）の運転である。形態Ｅは前述した形態Ｂと同じ趣旨であり、過負荷からの脱却運転である。それゆえ追焚量は本提案に係る追焚量決定処理に従う。この形態Ｄ、Ｅでは送風機が駆動されており、そのときの原動機吸気温度や負荷に応じた送風量となるように調節される。ちなみに、この「送風機運転停止自動切替え」モードにおける「自動切替え」とは、送風機を回して形態Ｄへ自動的に移行させ、形態Ｄの運転中に送風を止めて形態Ｃに自動的に戻すという動作をいい、ボイラ保護のための制御の形態Ｅへの移行はここで言う「切替え」の概念に含めない。なお、切替えは後述する「蒸発量拡大要件」が満たされたり、満たされなくなったりすることにより行われる。
【００４２】
形態Ｆ（後述する図１６を参照）は形態Ｄと同様であり、新気の供給と追焚量の増大が図られる。この間の運転では、ＰＩＤ制御によりドラム圧が常用圧力を維持するように追焚量が求められる。形態Ｇ（後述する図１９を参照）は形態Ｅと同様、許容最大蒸発量３０．３ｔ／ｈを超えた蒸発量を生成しているかボイラ伝熱管が８５０℃を超えるなどしているため、ボイラ保護を図らねばならない状態に置かれたもので、追焚量は本提案に係る追焚量決定処理に従う。いずれも送風機が駆動され、そのときの原動機吸気温度や負荷に応じた送風量となるように調節される。
【００４３】
形態Ｈ（後述する図３０を参照）は発電装置が止まっている状態で、すなわち排ガスが供給されない状態で外気を導入し、この空気でもって燃料を燃焼させる場合である。「発電は必要ないが、蒸気だけは欲しい。」という場合の操業である。言うまでもなくＰＩＤ制御による運転である。この場合に伝熱管の過熱や能力超過蒸発量は原則として発生しないが、万一起こった場合には、ボイラの運転は直ちに停止するなどの措置がとられる。送風機は一律の回転数で運転されしたがって送風量は一定となるが、調節するようにしても差し支えない。
【００４４】
図１に戻って、その上半部には、形態Ｃ、Ｄ、Ｅの一連の稼働を実現するためのみならず、残りの５つの形態の運転も可能にした制御手段がブロックの集合体で表されている。言うまでもなくマイクロコンピュータなどで形成されており、本発明に係る排ガス追焚制御を実行する。この制御系の詳細は既に触れた図２に表されているが、両図中の各要素は必ずしも装置として顕在するという意味でなく、制御の展開を理解しやすくするため概念的に表したもので、制御動作を実現するために少なくとも潜在的に存在するものである。この追焚量演算制御手段２６は、先に述べた排ガス温度センサ２２、ドラム圧力センサ２３、蒸気フローメータ２５での検出信号をもとにその時点で必要な追焚量を演算するもので、１３Ａ天然ガスなどの気体燃料を追焚きするに必要な燃焼量（Ｎｍ3 ／ｈ）を規定する信号を出力する。加えて、送風機１９を運転するときには、排ガス４に混合される新気５の量も規定すべく、新気供給量制御弁２１の開度信号または送風機駆動電動機２０の速度制御信号を出力するようになっている（図２では新気供給量制御弁は記載されていない）。なお、センサ２２、２３、２５さらには吸気温度センサ１２、負荷センサ１３も含めて、図２では左側に表した「運転現状検出部」にまとめられている。
【００４５】
追焚量演算制御手段２６を動作させるための制御盤（図示せず）には追焚制御に必要なデータを予め入力しておく入力部２７が設けられ、その入力値がストアされたデータ記憶部２８から使用もしくは参照すべきデータを引き出し、上記した検出信号に照らし合わせながら追焚量が演算される。まず、形態Ｃおよび形態Ｄにあるときドラム圧センサ２３からの圧力信号をもとにして追焚量を制御するために、ＰＩＤ制御部２９と燃料量調節指令部３０が設けられている。これに加えて本発明の制御を遂行するために、形態変更判定部３１、出力値決定部３２、出力値指令部３３が準備されるが、これらも図１および図２に表されている。
【００４６】
形態変更判定部３１には新気供給要否判定部３４とボイラ過負荷脱却運転適用要否判定部３５が設けられ、後者には情報伝達変更部３６が付加される。出力値決定部３２には過負荷時追焚量選定部３７と新気供給量読出部３８が設けられ、前者にはボイラ保護の要因ごとの過負荷時追焚量演算部３９といずれの追焚量を採用するかを決める最小追焚量選定部４０が含まれる。出力値指令部３３には前記した燃料量調節指令部３０のほかに新気供給量指令部４１も設けられる。ちなみに、燃料量調節指令部３０へは、ＰＩＤ制御部２９からのみならずボイラ保護運転で必要となる最小追焚量選定部４０からの追焚量も伝達指令されるようになっている。
【００４７】
ここで、形態Ｈを除く「送風機常時停止」モード、「送風機運転停止自動切替え」モード、「送風機常時運転」モードをカバーするために採用される工程の概要を述べる。各モードはそのうちの幾つかの工程を選択的に採用することになる。全体的には大きく分けて４つのメイン工程がある。それは、
（１）原動機の運転中の代表的な幾つかの原動機吸気温度とそのときの代表的な幾つかの負荷とに応じて発生する排ガスが、計算上排熱ボイラ入口で予め決められた「ボイラ運転許容最高温度」例えば８５０℃を越えない範囲で、かつ、当該排熱ボイラ固有の設定圧力（常用圧力）１．２７ＭＰａを計算上発生させる一群の「予想追焚量」を演算するとともに、このときの「達成可能蒸発量」も演算しておく工程、
（２）ボイラ過負荷要因の検出値が過負荷運転に該当するときに備え、当該要因の「過負荷下限値」を検出するまでの追焚量として「予想追焚量中の最大値」を充て、当該要因の「過負荷上限値」を検出するときの追焚量として「予想追焚量中の最小値」を充て、過負荷下限値と過負荷上限値の中間値が検出されたときの追焚量として、その最大値から最小値まで連続的に減少する関係を保った一連の値における当該「中間の対応値」を充てるようにしておく工程、
（３）原動機から供給された排ガスを追焚きしている際に、過負荷要因の検出値が「過負荷下限値」を超えたときは、「予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」と、「予想追焚量中の最大値から最小値までの一連の値のうち過負荷要因の検出値に対応して与えられる追焚量」と、「ＰＩＤ制御により求められたＰＩＤ追焚量」とのうち最も少ない追焚量となるように、原動機からの排ガスを昇温させる追焚バーナの燃料流量制御弁の開度が調整される工程、
（４）原動機から供給された排ガスの追焚き時新気を混合させることなく、ボイラの蒸気圧を設定圧力に保つべくＰＩＤ追焚量を決定して排ガスを追焚きしている際に、蒸気需要側の蒸気消費の増大に基づく「蒸発量拡大要件が満たされる」と、その時点より原動機から供給された排ガスに新気を供給するとともに、その後の蒸気圧をもとに引続き「ＰＩＤ演算」して追焚量を決定し、「蒸発量拡大要件が満たされなくなる」と、その時点より原動機から供給された排ガスに新気を混合させることを停止するとともに、その後の蒸気圧をもとに追焚量をＰＩＤ演算により定める工程、
である。
【００４８】
上記したメイン工程のそれぞれは幾つかのサブ工程からなり、例えばメイン工程（１）におけるサブ工程を（１−ｉ）と表すことにする。なお、ｉ＝１，２，・・・である。以下はそのザブ工程を表したものであるが、本発明においてはこれも単に工程と称する。ちなみに、個々の工程は極めて簡略して表現されているが、その実体は後述する「送風機常時停止」モード、「送風機常時運転」モード、「送風機運転停止自動切替え」モードのところで該当する工程ごとに掲げることにする。
（１−１）排ガスに新気を混合させない状態で、予想追焚量が「新気供給なし時予想追焚量」であり、達成可能蒸発量は「新気供給なし時達成可能蒸発量」とする。
（１−２）排ガスに新気を混合させたとした状態で、予想追焚量が「新気供給あり時予想追焚量」であり、達成可能蒸発量は「新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、加えて「新気供給あり時予想追焚量」に必要となる「新気供給予想量」も演算される。
（２−１）過負荷要因の検出は新気を供給しないで追焚運転しているときになされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」であり、過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」８５０℃であり、過負荷上限値はボイラ運転許容最高温度に予め決められた「超過許容温度」の例えば５０℃を上乗せした「超過最高温度」９００℃である。
（２−２）過負荷要因の検出は新気を供給して追焚運転しているときになされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」であり、過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」８５０℃であり、過負荷上限値はボイラ運転許容最高温度に予め決められた「超過許容温度」の例えば５０℃を上乗せした「超過最高温度」９００℃である。
（２−３）過負荷要因の検出は新気を供給しないで追焚運転しているときになされ、過負荷要因が「ボイラ蒸発量」であり、過負荷下限値は「そのときの原動機吸気温度例えば１５℃と原動機負荷例えば７５％とに応じて演算された新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、過負荷上限値は新気供給なし時達成可能蒸発量に予め決められた「超過許容蒸発量」の例えば１．５ｔ／ｈを上乗せした「新気供給なし時超過最大蒸発量」２７．５ｔ／ｈである。
（２−４）過負荷要因の検出は新気を供給して追焚運転しているときになされ、過負荷要因が「ボイラ蒸発量」であって、過負荷下限値は「そのときの原動機吸気温度例えば１５℃と負荷例えば７５％とに応じて演算された新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、過負荷上限値は新気供給あり時達成可能蒸発量に予め決められた「超過許容蒸発量」の例えば１．５ｔ／ｈを上乗せした「新気供給あり時超過最大蒸発量」２７．５ｔ／ｈである。（３−１）追焚きは新気を供給しないでなされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」であり、過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量とは、「新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」である。
（３−２）追焚きは新気を供給しないでなされ、過負荷要因が「ボイラ蒸発量」であり、過負荷下限値は「新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量とは、「新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」である。
（３−３）追焚きは新気を供給しないでなされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」および「ボイラ蒸発量」であり、過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」および「新気供給なし時達成可能蒸発量」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量とは、「新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」である。
（３−４）追焚きは新気を供給してなされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」であり、過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量とは、「新気供給あり時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」であり、加えて、「新気供給予想量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した新気供給量」となるように、追焚バーナの上流側へ新気を送り込む送風機の吐出量が新気供給量制御弁の開度で調整され、もしくは送風機電動機のインバータ制御により風量調整される。
（３−５）追焚きは新気を供給してなされ、過負荷要因が「ボイラ蒸発量」であり、過負荷下限値は「新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量とは、「新気供給あり時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」であり、加えて、「新気供給予想量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した新気供給量」となるように、追焚バーナの上流側へ新気を送り込む送風機の吐出量が新気供給量制御弁の開度で調整され、もしくは送風機電動機のインバータ制御により風量調整される。
（３−６）追焚きは新気を供給してなされ、過負荷要因が「ボイラ入口排ガス温度」および「ボイラ蒸発量」であり、過負荷下限値は「ボイラ運転許容最高温度」および「新気供給あり時達成可能蒸発量」であり、予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量とは、「新気供給あり時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」であり、加えて、「新気供給予想量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した新気供給量」となるように、追焚バーナの上流側へ新気を送り込む送風機の吐出量が新気供給量制御弁の開度で調整され、もしくは送風機電動機のインバータ制御により風量調整される。
（４−１）「蒸発量拡大要件が満たされる」とは、ボイラ入口排ガス温度の検出値がボイラ運転許容最高温度８５０℃から予め決められた分の２０℃だけ上回る「新気供給開始温度」８７０℃以上となることである。「蒸発量拡大要件が満されなくなる」とは、ボイラ入口排ガス温度の検出値が、そのときの原動機の吸気温度１５℃と負荷７５％の検出値に対応したボイラ入口排ガス温度８０６℃（表２中の番号８参照）から予め決められた分の２５℃だけ下回る「新気供給停止温度」７８１℃以下となることである。これによって、「蒸発量拡大要件」が満たされて切替えられていた形態が解除され、元の形態に戻されることになる。
（４−２）「蒸発量拡大要件が満たされる」とは、ボイラ蒸発量（蒸気流出量）の検出値が、そのときの原動機吸気温度例えば１５℃と負荷７５％とに応じて演算された新気供給なし時達成可能蒸発量例えば２６．０ｔ／ｈ（表１中の番号８参照）から予め決められた分の０．３ｔ／ｈだけ上回る「新気供給開始蒸発量」２６．３ｔ／ｈ以上となることであり、「蒸発量拡大要件が満されなくなる」とは、ボイラ蒸発量（蒸気流出量）の検出値が、新気供給なし時達成可能蒸発量例えば２６．０ｔ／ｈから予め決められた分だけ上回るが「新気供給開始蒸発量」の２６．３ｔ／ｈよりは少ない「新気供給停止蒸発量」２６．１ｔ／ｈ以下となることである。
（４−３）「蒸発量拡大要件が満たされる」とは、ボイラ蒸気圧の検出値が設定圧力１．２７ＭＰａから予め決められた分の０．１ＭＰａだけ下回る「新気供給開始蒸気圧」１．１７ＭＰａ以下となることであり、「蒸発量拡大要件が満されなくなる」とは、ボイラ蒸気圧の検出値が、設定圧力から予め決められた分の０．１ＭＰａだけ上回る「新気供給停止蒸気圧」１．３７ＭＰａ以上となることである。
（４−４）「蒸発量拡大要件が満たされる」とは、ＰＩＤ追焚量が新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度１５℃と負荷７５％の検出値に対応した追焚量９２０Ｎｍ3 ／ｈ（表１中の番号８参照）から予め決められた分１０Ｎｍ3 ／ｈだけ下回る「新気供給開始追焚量」９１０Ｎｍ3 ／ｈ以上となることであり、「蒸発量拡大要件が満されなくなる」とは、ＰＩＤ追焚量が、新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量９２０Ｎｍ3 ／ｈから、予め決められた分だけ下回るが「新気供給開始追焚量」よりは少ない「新気供給停止追焚量」９００Ｎｍ3 ／ｈ以下となることである。
【００４９】
これらの工程のうち形態Ａ＆Ｂに関連するものは「送風機常時停止」モードで最初に説明し、形態Ｆ＆Ｇからなる「送風機常時運転」モードはその次とし、形態Ｃ，Ｄ＆Ｅからなる「送風機運転停止自動切替え」モードはその後に記す。まず、形態Ａ＆Ｂを説明するにあたり、そこに現れる工程を示す。形態Ａ＆ＢのうちのＢは新気供給なし時の過負荷脱却運転であるが、これは図６の表４にあるように第（１−１）工程、第（２−１）工程および／または第（２−３）工程を必要とし、第（３−１）工程、第（３−２）工程、第（３−３）工程は少なくともいずれか一つを必要とする。なお、形態Ａは新気供給なし時の非過負荷運転であり、第（３−１）工程、第（３−２）工程、第（３−３）工程を必要としないゆえ、第（１−１）工程、第（２−１）工程、第（２−４）工程も必要でないが、形態Ｂに備えるためには不可欠であることは言うまでもない。
【００５０】
発電装置では、原動機吸気温度や負荷がいずれであるかによって、追焚量とそれにより達成されるボイラ蒸発量とが異なる。第（１−１）工程は、原動機吸気温度と負荷ごとの新気供給なし時排ガス想定追焚量である「新気供給なし時予想追焚量」とボイラ蒸発量である「新気供給なし時達成可能蒸発量」を演算するものである。詳しく述べれば、原動機の運転中の代表的な幾つかの原動機吸気温度とそのときの代表的な幾つかの負荷（発電機負荷でも可）とに応じて発生する排ガスが、この排ガスに新気を混合させることのない状態にあって計算上排熱ボイラ入口で予め決められたボイラ運転許容最高温度例えば８５０℃を越えない範囲で、かつ排熱ボイラ固有の設定圧力例えば１．２７ＭＰａを計算上発生させる一群の「新気供給なし時予想追焚量」と、このとき達成される「新気供給なし時達成可能蒸発量」が演算される。
【００５１】
そのデータが図３の表１に示される。これは熱授受や熱損失などの熱計算により求められるものであり、試運転時に採取したデータによって補正し補完するなどして精度が高められている。なお、以下は、全てのモードに対応して作られた図１および図２中の形態Ａ＆Ｂに関連しない要素を除去して分かりやすくした図７、図８および図９を用いて説明する。表１のごとくのデータは図中のシステムデータ入力部２７から追焚量演算制御手段２６のデータ記憶部２８に蓄積される。このデータの中で是非入力しておくべきものは、吸気温度、負荷率、演算された予想追焚量、ボイラ入口排ガス温度および達成可能蒸発量である。原動機出口排ガス量や原動機出口排ガス温度は発電装置の設計グループから提供されるものであり、これらとガス流通系での熱損失などを考慮したうえで追焚かれた排ガスがボイラ運転許容最高温度例えば８５０℃までに収まり、かつその排熱ボイラの常用圧力１．２７ＭＰａを維持することができる予想追焚量が求められる。それに従って生じる蒸発量がいくらになるかを計算したものが「新気供給なし時達成可能蒸発量」である。ちなみに、例えば負荷をパラメタとして吸気温度に対する追焚量を求めたものが図１０の（ａ）に示したかたちでも記憶され、任意の吸気温度や発電負荷についての追焚量は各線上の内挿点もしくは外挿点でもって与えられることになる。
【００５２】
第（２−１）工程では、新気供給なし時の「ボイラ運転許容最高温度８５０℃」超え帯域での抑制追焚量としての「超過温度域抑制追焚量」算出チャートを、第（１−１）工程で得たデータをもとにして自動的に生成する。詳しく述べれば、新気を供給しないで追焚運転している場合に、ボイラ入口排ガス温度の検出値がボイラ運転許容最高温度８５０℃からその温度に予め決められた「超過許容温度」の例えば５０℃を上乗せした「超過最高温度」９００℃までの帯域中のいずれかの温度にあるときに備え、ボイラ運転許容最高温度を検出するまでの追焚量として新気供給なし時予想追焚量中の最大値として図３の表１中の番号５における追焚量の１，２８７Ｎｍ3 ／ｈを充てるとともに、超過最高温度を検出したときの追焚量として新気供給なし時予想追焚量中の最小値として同表中の番号１６における追焚量の５７１Ｎｍ3 ／ｈを充て、中間の温度が検出されたときの追焚量としては、その最大値から最小値まで連続的に減少する関係を保った一連の値における当該中間の対応値を充てるようにしたチャートを作成する。これは、図１１の（ａ）に示したかたちで記憶され、任意には各線上の内挿点で与えられることになる。なお、一連の値は直線上に乗るものでもよいが、直線以外の漸減線上に乗るものを充てるようにしてもよい。ちなみに、第（１−１）工程で得たデータのうち上記した最大値と最小値とその間の値を採用して抑制追焚量を定めているのは、発電装置で考えられる運転条件に収まった範囲で排熱ボイラを運転させることになるからであり、発電装置と排熱ボイラとの熱バランスが保たれやすく、発生蒸発量の大幅な急減をきたさないようにしておくことができるとの知見に基づくものである。
【００５３】
第（２−３）工程では、「新気供給なし時達成可能蒸発量２６．０ｔ／ｈ」超え帯域での抑制追焚量としての「超過蒸発量域抑制追焚量」算出チャートを、第（１−１）工程で得たデータをもとにして自動的に生成させる。詳しく述べれば、新気を供給しないで追焚運転している場合に、ボイラ蒸発量（蒸気流出量）の検出値が、そのときの原動機吸気温度例えば１５℃と負荷例えば７５％とに応じて演算された新気供給なし時達成可能蒸発量２６．０ｔ／ｈからその蒸発量に予め決められた「超過許容蒸発量」の例えば１．５ｔ／ｈを上乗せした「新気供給なし時超過最大蒸発量」２７．５ｔ／ｈまでの帯域中のいずれかの蒸発量にあるときに備え、新気供給なし時達成可能蒸発量２６．０ｔ／ｈを検出するまでの追焚量として新気供給なし時予想追焚量中の最大値の上記した１，２８７Ｎｍ3 ／ｈを充てるとともに、超過最大蒸発量を検出したときの追焚量として新気供給なし時予想追焚量中の最小値の上記した５７１Ｎｍ3 ／ｈを充て、中間の蒸発量を検出したときの追焚量としては、その最大値から最小値まで連続的に減少する関係を保った一連の値における当該中間の対応値を充てるようにしたチャートを作成する。これは、図１１の（ｂ）に示したかたちで記憶され、任意には各線上の内挿点で与えられることになる。なお、この場合も、一連の値は直線上に乗るものにかぎらず、直線以外の漸減線上に乗るものを充ててもよい。
【００５４】
第（３−１）工程と第（３−２）工程は後にして、第（３−３）工程から説明する。この工程では、新気供給なし時の過負荷抑制追焚量のうち、
第（１−１）工程で求められた「新気供給なし時予想追焚量」
第（２−１）工程で求められた「超過温度域抑制追焚量」
第（２−３）工程で求められた「超過蒸発量域抑制追焚量」
蒸気圧をもとにしたＰＩＤ制御により演算された「ＰＩＤ追焚量」
の中の最小値選定とそれに対応する燃料流量制御弁の弁開度調整指令するものである。詳しく述べれば、原動機から供給された排ガスの追焚き時新気を混合させることなく運転している際に、ボイラ入口排ガス温度の検出値がボイラ運転許容最高温度８５０℃を超えかつボイラ蒸発量の検出値が新気供給なし時達成可能蒸発量２６．０ｔ／ｈを超えたとき、新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量、新気供給なし時予想追焚量中の最大値の上記した１，２８７Ｎｍ3 ／ｈから最小値の上記した５７１Ｎｍ3 ／ｈまでの一連の値のうちボイラ入口排ガス温度の検出値に対応して与えられる追焚量、新気供給なし時予想追焚量中の最大値の１，２８７Ｎｍ3 ／ｈから最小値の５７１Ｎｍ3 ／ｈまでの一連の値のうちボイラ蒸発量の検出値に対応して与えられる追焚量、蒸気圧をもとにして常時行われているＰＩＤ制御によるＰＩＤ追焚量のうち最も少ない追焚量となるように原動機からの排ガスを昇温させる追焚バーナの燃料流量制御弁の開度が調整されるのである。
【００５５】
次に、具体的に述べる。いま原動機吸気温度１５℃、負荷７５％であるとする。このときの「新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」は表１の番号８にある９２０Ｎｍ3 ／ｈとなる。これは、図１０の（ａ）からも読み取ることができる。ボイラ入口排ガス温度の検出値がボイラ運転許容最高温度８５０℃を超えた８７０℃であるとすると、「新気供給なし時予想追焚量中の最大値１，２８７Ｎｍ3 ／ｈから最小値５７１Ｎｍ3 ／ｈまでの一連の値のうちボイラ入口排ガス温度の検出値に対応して与えられる追焚量」は、図１１の（ａ）の漸減線を直線としたとき１，００１Ｎｍ3 ／ｈである。次に、ボイラ蒸発量の検出値が新気供給なし時達成可能蒸発量２６．０ｔ／ｈを超えた２６．９ｔ／ｈであるとすると、「新気供給なし時予想追焚量」中の最大値１，２８７Ｎｍ3 ／ｈから最小値５７１Ｎｍ3 ／ｈまでの一連の値のうちボイラ蒸発量の検出値に対応して与えられる追焚量」は、図１１の（ｂ）の漸減線を直線としたとき８５７Ｎｍ3 ／ｈである。そして「常用圧力１．２７ＭＰａを維持するためのＰＩＤ追焚量」が９４０Ｎｍ3 ／ｈであるとすると、最も小さな値は８５７であるから、追焚量が８５７Ｎｍ3 ／ｈとなるように燃料流量制御弁の開度が調整される。この最小値の選定の様子は図１２からも容易に把握されるところである。
【００５６】
このような抑制追焚量選定により、９４０Ｎｍ3 ／ｈで追焚きしてきている状態から８５７Ｎｍ3 ／ｈに減らされるから、ボイラ入口排ガス温度は８７０℃から降下し、ボイラ蒸発量は２６．９ｔ／ｈから低下すること疑いない。８５７Ｎｍ3 ／ｈは番号８の９２０Ｎｍ3 ／ｈより少ないから、計算上はボイラ入口排ガス温度が８５０℃より下がり、ボイラ蒸発量も２６．０ｔ／ｈより下がるはずである。したがって、この抑制された追焚量によってボイラは過負荷から脱却することができる。仮に、最小値が第（１−１）工程で求められた９２０Ｎｍ3 ／ｈであったとすると、計算上ボイラ入口排ガス温度は８５０℃となり、ボイラ蒸発量も２６．０ｔ／ｈとなるはずであることからしても理解できるところである。このことから、追焚量の抑制動作は原則として過負荷後に一度実行すればよいわけで、落ちつくまで繰り返す必要がないから、段階的な追焚量減少操作やフィードバック制御といったようなものに比べれば、極めてシンプルな制御となることが分かる。
【００５７】
図１１の（ａ）および（ｂ）により与えられる抑制追焚量は、第（１−１）工程で求められた一群の追焚量の最大から最小の値にとどめられるから、背景技術の項で述べたようなボイラ運転可能最小追焚量である最小燃焼量まで一気に落とすことにならない。ちなみに、最小燃焼量がこの例において４５０Ｎｍ3 ／ｈであるとすると、それに比べれば８５７Ｎｍ3 ／ｈは遙に大きく、追焚量が急激に低下することはなく、蒸発量に変動があっても、蒸気需要側の要求を満たせないほどに不足する蒸発量となることはないから、蒸気需要側の操業に混乱を招くこともない。
【００５８】
上で触れたが、図８は形態Ａであり、図９は形態Ｂの場合である。図８では過負荷状態にないので、センサ２２からの温度信号やセンサ２５からの蒸発量信号がボイラ過負荷脱却運転適用要否判定部３５に入っても、過負荷に相当する信号でないとして適用要否判定部３５は移行トリガを発せず、情報伝達変更部３６の各接点は出力値決定部３２への信号伝達を許容しない。蒸気圧信号がセンサ２３からＰＩＤ制御部２９に供給されるが、この信号をもとにしたＰＩＤ追焚量が演算され、それが上から五番目だけの導通接点を介して燃料量調節指令部３０に送られ、それでもって燃料流量制御弁１６の開度が定められ、追焚バーナ１５により排ガスが加熱される。なお、実追焚量が燃料フローメータ１７などにより検出され、それをもとにしてフィードバックが掛かって、追焚き精度が保たれる制御が別途働くことは言うまでもない。ちなみに、図８中の伝達線が実線で表されているところは伝達がなされ、破線で表されているところは伝達がない。したがって、出力値決定部３２は機能していないことが分かる。
【００５９】
図９は過負荷に陥った状態からの脱却運転形態であるが、センサ２２からの過大温度信号の８７０℃やセンサ２５からの過大蒸発量信号の２６．９ｔ／ｈがボイラ過負荷脱却運転適用要否判定部３５に入ると、それらが過負荷に相当する信号であるとして適用要否判定部３５は移行トリガを発して、情報伝達変更部３６の上の四つの接点を導通させ、過大信号の出力値決定部３２への伝達を許容する。センサ２３からＰＩＤ制御部２９に供給された蒸気圧信号をもとにして演算されたＰＩＤ追焚量は、次の三つの追焚量、すなわちセンサ１２，１３からの検出信号をもとにして「吸気温度・負荷に対応する追焚量読出部」４３から読み出した第（１−１）工程で求められている「新気供給なし時予想追焚量」、センサ２２からの検出信号をもとに「過負荷時の温度ｖｓ追焚量チャート生成部」４４から「温度過負荷脱却追焚量演算部」４５をたどる第（２−１）工程で求められる「超過温度域抑制追焚量」、センサ２５からの検出信号をもとに「過負荷時の蒸発量ｖｓ追焚量チャート生成部」４６から「蒸発量過負荷脱却追焚量演算部」４７をたどる第（２−３）工程で求められる「超過蒸発量域抑制追焚量」とともに、最小追焚量選定部４０へ送給される。そこで最小であるとして選定された追焚量が燃料量調節指令部３０に供給されるが、ＰＩＤ追焚量が直接供給される経路は情報伝達変更部３６の最下部の開いた接点によって遮断されているから、指令部３０に入る追焚量が重なることはない。なお、図９中の伝達線が実線で表されているのが情報伝達のあるところ、破線で表されているのは伝達のないところである。したがって、出力値決定部３２がアクティブ状態にあることが分かる。ちなみに、ボイラ入口排ガス温度が８５０℃より下がりかつボイラ蒸発量が２６．０ｔ／ｈより下がれば、ボイラ過負荷脱却運転要否判定部３５から情報伝達変更部３６に出されていた移行トリガが消失し、接点の導通状態が図９（形態Ｂ）から図８（形態Ａ）のように自動的に戻され、蒸気ドラム圧に基づくＰＩＤ追焚量のみが演算され、常用圧力を保つように制御される。
【００６０】
この第（３−３）工程を採用している場合に、例えばボイラ入口排ガス温度の検出値がボイラ運転許容最高温度８５０℃を超えてはいるが、ボイラ蒸発量の検出値が新気供給なし時達成可能蒸発量２６．０ｔ／ｈを超えていないときは、第（２−３）工程で求められる「超過蒸発量域抑制追焚量」に相当する追焚量は図１１の（ｂ）から漸減線に乗る前の１，２８７Ｎｍ3 ／ｈが充てられる。したがって、上の説明から分かるように、この１，２８７Ｎｍ3 ／ｈは他より大きく最小値として選定されるはずがない。一方、ボイラ入口排ガス温度の検出値はボイラ運転許容最高温度８５０℃を超えていないが、ボイラ蒸発量の検出値が新気供給なし時達成可能蒸発量２６．０ｔ／ｈを超えているときは、第（２−１）工程で求められる「超過温度域抑制追焚量」に相当する追焚量は図１１の（ａ）から漸減線に乗る前の１，２８７Ｎｍ3 ／ｈが充てられる。したがって、上の説明から分かるように、この１，２８７Ｎｍ3 ／ｈも最小値として選定されるはずがない。
【００６１】
以上は原動機吸気温度１５℃、負荷７５％であるときを例にして述べたが、原動機吸気温度が例えば３０℃、負荷９６％であるときは、図３の表１の番号８に代えて番号１２に該当し、第（１−１）工程で求められた９２０Ｎｍ3 ／ｈは６７６Ｎｍ3 ／ｈに置き替えられる。しかし、「新気供給なし時予想追焚量」中の最大値の１，２８７Ｎｍ3 ／ｈと最小値の５７１Ｎｍ3 ／ｈはそのまま使用され、図１１の（ａ）および（ｂ）の抑制追焚量の演算には何らの変更も及ぼさない。
【００６２】
ところで、第３工程においては第（３−３）工程を例に説明したが、第（３−１）工程を採用した場合について簡単に紹介する。
第（３−１）工程は前述したが、
第（１−１）工程で求められた「新気供給なし時予想追焚量」
第（２−１）工程で求められた「超過温度域抑制追焚量」
蒸気圧をもとにしたＰＩＤ制御により演算された「ＰＩＤ追焚量」
の中の最小値選定とそれに対応する燃料流量制御弁の弁開度調整指令するものである。ということは、第（３−３）工程で述べた中の
第（２−３）工程で求められた「超過蒸発量域抑制追焚量」
を考慮しないというものである。この場合には第（２−３）工程は必要でないことが分かる。
【００６３】
第（３−２）工程を採用した場合については、以下のとおりである。第（３−２）工程は前述したとおり、
第（１−１）工程で求められた「新気供給なし時予想追焚量」
第（２−３）工程で求められた「超過蒸発量域抑制追焚量」
蒸気圧をもとにしたＰＩＤ制御により演算された「ＰＩＤ追焚量」
の中の最小値選定とそれに対応する燃料流量制御弁の弁開度調整指令するものである。ということは、第（３−３）工程で述べた中の
第（２−１）工程で求められた「超過温度域抑制追焚量」
を考慮しないというものである。この場合には第（２−１）工程は必要でないことが分かる。
【００６４】
以上の三つの工程は、図１３の表５「形態Ａ＆Ｂにおける包含工程の組み合わせ」のケース３、ケース１、ケース２に掲げられたものである。こうして見てくると、制御系においては第（３−１）工程ないし第（３−３）工程のいずれを採用するかは、そのコージェネレーション設備において個々に決めればよいことであって、三つの工程を常に備えておかなければならないというものでないことが分かる。なお、排ガス温度センサ２２（図７を参照）や蒸気フローメータ２５が精度のよいものであっても、炉壁輻射など特殊な現象のある測定環境に置かれていることから、その示度に信頼がおけないということもあり得る。第（３−３）工程の場合は二つの異なる過負荷要因によって見張ることになる点で、システムの信頼性を第（３−１）工程や第（３−２）工程よりも確保しやすくなることは言うまでもない。
【００６５】
この「送風機常時停止」モードにおいては、送風機を運転することがないから蒸発量拡大運転は行い得ないが、ボイラの過負荷要因が発生しても、過負荷からの脱却を図るべく抑制追焚量を、発電装置の原動機吸気温度や負荷を考慮したうえでボイラ保護運転の範囲にとどめて行うことになる。すなわち、過負荷要因であるボイラ伝熱管の過熱や蒸発量過多からの脱却はその要因に基づく最小の追焚量で対処することになってボイラ運転可能最小追焚量まで一気に落とすことがないから、蒸気需要側での操業に急激な変動に基づく混乱をきたすこともない。
【００６６】
以上で形態Ａ＆Ｂの説明は終わり、次に「送風機常時運転」モードの形態Ｆ＆Ｇを説明する。新気供給あり時の過負荷運転である形態Ｇは、図６の表４に示すように第（１−２）工程、第（２−２）工程および／または第（２−４）工程を必要とし、第（３−４）工程、第（３−５）工程、第（３−６）工程は少なくともいずれか一つを必要とする。形態Ｆは新気供給あり時の非過負荷運転であり、第（３−４）工程、第（３−５）工程、第（３−６）工程は必要としないゆえ、第（１−２）工程、第（２−２）工程、第（２−４）工程も必要としないが、形態Ｇの動作に備える意味で、すなわち「送風機常時運転」モードのためにはいずれも欠かせない工程となっている。ところで、表４の形態Ｆ＆Ｇは後述する形態Ｃ，Ｄ，Ｅと比較すれば分かるように、前者は後者の上半部と同じである。「送風機常時運転」モードは、「送風機運転停止自動切替え」モードが準備されていれば、必然的に可能になるものであることが分かる。
【００６７】
発電装置では、原動機吸気温度や負荷がいずれであるかによって、追焚量およびそれにより達成されるボイラ蒸発量は異なる。第（１−２）工程は、原動機吸気温度と発電負荷ごとの新気供給あり時排ガス想定追焚量である「新気供給あり時予想追焚量」および「新気供給予想量」と、このときのボイラ蒸発量である「新気供給あり時達成可能蒸発量」を演算するものである。詳しく述べれば、原動機の運転中の代表的な幾つかの原動機吸気温度とそのときの代表的な幾つかの負荷とに応じて発生する排ガスに新気を混合させたとした状態で、その混合ガスが計算上排熱ボイラ入口で予め決められたボイラ運転許容最高温度例えば８５０℃を越えない範囲で、かつ、当該排熱ボイラ固有の設定圧力例えば１．２７ＭＰａを計算上発生させる一群の「新気供給あり時予想追焚量」および「新気供給予想量」と、このとき達成される「新気供給あり時達成可能蒸発量」とが演算される。
【００６８】
その一例が図４の表２に示される。これは表１の場合と同様に、熱授受や熱損失などの熱計算により求められるものであり、試運転時に採取したデータによって補正し補完されるなどして尤もらしいものとされる。このようにして演算されたデータは図２のシステムデータ入力部２７から追焚量演算制御手段２６のデータ記憶部２８に蓄積される。このデータの中で是非入力しておくべきものは、吸気温度、負荷率、演算された予想追焚量、新気供給予想量、ボイラ入口排ガス温度および達成可能蒸発量である。原動機出口排ガス量や原動機出口排ガス温度は発電装置の設計グループから提供されるものであり、これらとガス流通系での熱損失などを考慮したうえで追焚かれた排ガスがボイラ運転許容最高温度８５０℃までに収まり、かつその排熱ボイラの常用圧力１．２７ＭＰａを維持することができる予想追焚量が求められる。それに基づいて必要となる希釈空気量が「新気供給予想量」であり、これらに従って生じる蒸発量がいくらになるかを計算したものが「新気供給あり時達成可能蒸発量」である。なお、例えば発電負荷をパラメタとして吸気温度に対する追焚量を求めたものが図１０の（ｂ）に示したかたちでも記憶され、任意の吸気温度や発電負荷についての追焚量は各線上の内挿点もしくは外挿点でもって与えられる。
【００６９】
第（２−２）工程では、新気供給あり時の「ボイラ運転許容最高温度８５０℃」超え帯域での抑制追焚量としての「超過温度域抑制追焚量」算出チャートを、第（１−２）工程で得たデータをもとにして自動的に生成させるようにしておく。詳しく述べれば、新気を供給して追焚運転している場合に、ボイラ入口排ガス温度の検出値がボイラ運転許容最高温度８５０℃からその温度に予め決められた「超過許容温度」の例えば５０℃を上乗せした「超過最高温度」９００℃までの帯域中のいずれかの温度にあるときに備え、ボイラ運転許容最高温度を検出するまでの追焚量として新気供給あり時予想追焚量中の最大値として図４の表２中の番号１９における追焚量の１，５８７Ｎｍ3 ／ｈを充てるとともに、超過最高温度を検出したときの追焚量として新気供給あり時予想追焚量中の最小値として同表中の番号１１における追焚量の１，１９７Ｎｍ3 ／ｈを充て、中間の温度が検出されたときの追焚量としては、その最大値から最小値まで連続的に減少する関係を保った一連の値における当該中間の対応値を充てるようにしたチャートを作成する。これは、図１４の（ａ）に示したかたちで記憶され、任意には各線上の内挿点で与えられることになる。なお、一連の値は直線上に乗るものでもよいが、直線以外の漸減線上に乗るものを充てるようにしてもよい。ちなみに、第（１−２）工程で得たデータのうち上記した最大値と最小値とその間の値を採用して抑制追焚量を定めているのは、発電装置で考えられる運転条件に収まった範囲で排熱ボイラを運転させることになるからであり、発電装置と排熱ボイラとの熱バランスが保たれやすく、発生蒸発量の大幅な急減をきたさないようにしておくことができるとの知見に基づくもので、第（２−１）工程の場合と同じである。
【００７０】
第（２−４）工程では、「新気供給あり時達成可能蒸発量３０．３ｔ／ｈ」超え帯域での抑制追焚量としての「超過蒸発量域抑制追焚量」算出チャートを、第（１−２）工程で得たデータをもとにして自動的に生成させる。詳しく述べれば、新気を供給して追焚運転している場合に、ボイラ蒸発量の検出値が、そのときの原動機吸気温度例えば１５℃と負荷７５％とに応じて演算された新気供給あり時達成可能蒸発量例えば３０．３ｔ／ｈからその蒸発量に予め決められた「超過許容蒸発量」の例えば１．５ｔ／ｈを上乗せした「新気供給あり時超過最大蒸発量」３１．８ｔ／ｈまでの帯域中のいずれかの蒸発量にあるときに備え、新気供給あり時達成可能蒸発量３０．３ｔ／ｈを検出するまでの追焚量として新気供給あり時予想追焚量中の最大値の１，５８７Ｎｍ3 ／ｈを充てるとともに、超過最大蒸発量を検出したときの追焚量として新気供給あり時予想追焚量中の最小値の１，１９７Ｎｍ3 ／ｈを充て、中間の蒸発量を検出したときの追焚量としては、その最大値から最小値まで連続的に減少する関係を保った一連の値における当該中間の対応値を充てるようにしたチャートを作成する。これは、図１４の（ｂ）に示したかたちで記憶され、任意には各線上の内挿点で与えられることになる。なお、この場合も、一連の値は直線上に乗るものにかぎらず、直線以外の漸減線上に乗るものを充てることもできる。
【００７１】
第（３−４）工程と第（３−５）工程は後にして第（３−６）工程を説明する。この工程では、新気供給あり時の過負荷抑制追焚量のうち、
第（１−２）工程で求められた「新気供給あり時予想追焚量」
第（２−２）工程で求められた「超過温度域抑制追焚量」
第（２−４）工程で求められた「超過蒸発量域抑制追焚量」
蒸気圧をもとにしたＰＩＤ制御により演算された「ＰＩＤ追焚量」
の中の最小値選定とそれに対応する燃料流量制御弁の弁開度調整指令するものである。詳しくは、原動機から供給された排ガスの追焚き時新気を混合させかつ追焚量を増大させるよう運転している際に、すなわち、排ガスの追焚き中に新気を混合させボイラの検出蒸気圧をもとにしたＰＩＤ追焚量で運転している際に、ボイラ入口排ガス温度の検出値がボイラ運転許容最高温度８５０℃を超えかつボイラ蒸発量の検出値が新気供給あり時達成可能蒸発量３０．３ｔ／ｈを超えたときは、新気供給あり時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量、新気供給あり時予想追焚量中の最大値１，５８７Ｎｍ3 ／ｈから最小値１，１９７Ｎｍ3 ／ｈまでの一連の値のうちボイラ入口排ガス温度の検出値に対応して与えられる追焚量、新気供給あり時予想追焚量中の最大値の上記した１，５８７Ｎｍ3 ／ｈから最小値の上記した１，１９７Ｎｍ3 ／ｈまでの一連の値のうちボイラ蒸発量の検出値に対応して与えられる追焚量、蒸気圧をもとにして常時行われているＰＩＤ制御によるＰＩＤ追焚量のうち最も少ない追焚量となるように原動機からの排ガスを昇温させる追焚バーナの燃料流量制御弁の開度が調整される一方、新気供給予想量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した新気供給量となるように、追焚バーナの上流側へ新気を送り込む送風機の吐出量が、新気供給量制御弁の開度調整もしくは送風機電動機のインバータ制御による風量変更によって調整される。
【００７２】
次に、具体的に述べる。いま原動機吸気温度１５℃、負荷７５％であるとする。このときの「新気供給あり時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量」は表２の番号８にある１，２８９Ｎｍ3 ／ｈとなる。これは、図１０の（ｂ）からも読み取ることができる。ボイラ入口排ガス温度の検出値がボイラ運転許容最高温度の８５０℃を超えた８８０℃であるとすると、「新気供給あり時予想追焚量中の最大値１，５８７Ｎｍ3 ／ｈから最小値１，１９７Ｎｍ3 ／ｈまでの一連の値のうちボイラ入口排ガス温度の検出値に対応して与えられる追焚量」は、図１４の（ａ）の漸減線を直線としたとき１，３５３Ｎｍ3 ／ｈである。次に、ボイラ蒸発量の検出値が新気供給あり時達成可能蒸発量３０．３ｔ／ｈを超えた３１．５ｔ／ｈであるとすると、「新気供給あり時予想追焚量中の最大値１，５８７Ｎｍ3 ／ｈから最小値１，１９７Ｎｍ3 ／ｈまでの一連の値のうちボイラ蒸発量の検出値に対応して与えられる追焚量」は、図１４の（ｂ）の漸減線を直線としたとき１，２７５Ｎｍ3 ／ｈである。そして「常用圧力１．２７ＭＰａを維持するためのＰＩＤ追焚量」が１，３０６Ｎｍ3 ／ｈであるとすると、最も小さい値は１，２７５であるから、追焚量が１，２７５Ｎｍ3 ／ｈとなるように燃料流量制御弁の開度が調整される。加えて、原動機の吸気温度１５℃と負荷７５％の検出値に対応した新気供給予想量は表２の番号８における１６，３００Ｎｍ3 ／ｈと読み取られ、追焚バーナの上流側へ新気を送り込む送風機の吐出量が、新気供給量制御弁の開度調整もしくは送風機電動機のインバータ制御による周波数３５Ｈｚで調整される。この最小値の選定の様子は図１５からも容易に把握される。
【００７３】
ちなみに、インバータ制御は電動機に供給する電力の周波数を変更し、送風機の回転数を所望値にして風量を変更するものであるが、表２に掲げたように番号１から番号５までの場合は例えば２５Ｈｚとされる。この周波数の場合の新気供給量は１３，６００Ｎｍ3 ／ｈとなる。番号６から番号１０までの場合は３５Ｈｚとし、この周波数の場合の新気供給量は１６，３００Ｎｍ3 ／ｈ、番号１１から番号１５までの場合には４５Ｈｚとし、この周波数の場合の新気供給量は２１，４００Ｎｍ3 ／ｈ、番号１６から番号１９までの場合は６０Ｈｚとし、この周波数の場合の新気供給量は２５，２００Ｎｍ3 ／ｈとなる。この例は商用電源周波数が６０Ｈｚを基準にして与えたものであるが、言うまでもなく、最後の２５，２００Ｎｍ3 ／ｈは１００％の周波数としたときに発揮される送風量である。なお、番号１９の隣にあるボイラ単独運転時には６０Ｈｚと表示されているが、これは後で述べる形態Ｈの運転で採用される電動機駆動周波数である。ちなみに、関西地区の６０Ｈｚを基準にして述べたが、商用電源周波数５０Ｈｚの地区では、２０、３０、４０Ｈｚなどで達成される風量をあてがうことにすればよい。
【００７４】
上記したごとくの抑制追焚量の選定により、１３Ａ天然ガス１，３０６Ｎｍ3 ／ｈの追焚き状態から１，２７５Ｎｍ3 ／ｈに減らされるわけであるから、ボイラ入口排ガス温度は８８０℃から降下し、ボイラ蒸発量が３１．５ｔ／ｈから低下することは疑いない。１，２７５Ｎｍ3 ／ｈは番号８の１，２８９Ｎｍ3 ／ｈより少ないから、計算上はボイラ入口排ガス温度が８５０℃より下がり、ボイラ蒸発量も３０．３ｔ／ｈより下がるはずである。したがって、この抑制された追焚量によってボイラは過負荷から脱却することができる。仮に、最小値が第（１−２）工程で求められた１，２８９Ｎｍ3 ／ｈであったとすると、計算上ボイラ入口排ガス温度は８５０℃となり、ボイラ蒸発量も３０．３ｔ／ｈとなるはずであることからしても理解できるところである。追焚量の抑制動作は原則として過負荷後に一度行って落ちつくまで繰り返す必要がないから、制御自体が単純化する。すなわち、段階的な追焚量減少操作やフィードバック制御といったようなものに比べれば、誤動作やタイムラグも可及的に少なくなる。
【００７５】
これから分かるように、図１４の（ａ）および（ｂ）により与えられる抑制追焚量は、第（１−２）工程で求められた一群の追焚量の最大から最小の値にとどめられるから、背景技術の項で述べたようなボイラ運転可能最小追焚量である最小燃焼量まで一気に落とすことはない。ちなみに、最小燃焼量はこの例において８５０Ｎｍ3 ／ｈとすると１，２７５Ｎｍ3 ／ｈは遙に大きく、追焚量が急激に低下することはなく、蒸発量に変動があっても、蒸気需要側の要求を満たせない急激に不足する蒸発量となることはないから、蒸気需要側の操業に混乱を招くこともなくなる。
【００７６】
この形態Ｆ＆Ｇを実行する図１の上半部の詳細は、図１６と図１９に表されている。図１６は形態Ｆであり、図１９は形態Ｇである。図１６では過負荷状態にないので、センサ２２からの温度信号やセンサ２５からの蒸発量信号がボイラ過負荷脱却運転適用要否判定部３５に入っても、過負荷に相当する信号でないとして適用要否判定部３５は移行トリガを発せず、情報伝達変更部３６の各接点は出力値決定部３２への信号伝達を許容しない。蒸気圧信号がセンサ２３からＰＩＤ制御部２９に供給されるが、この信号をもとにしたＰＩＤ追焚量が演算され、それが上から五番目だけの導通接点を介して燃料量調節指令部３０に送られ、それでもって燃料流量制御弁１６の開度が定められ、追焚バーナ１５により排ガスが加熱される。なお、伝達線が実線で表されているところは伝達がなされ、破線で表されているところは伝達がなく、出力値決定部３２は新気供給量読出部３８以外機能していないことが分かる。このとき、供給される新気はそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した新気供給予想量となるように、後述するモード選択スイッチ５１のリミットスイッチＬ／Ｓからの読出トリガを受けて新気供給量読出部３８がデータ記憶部２８から新気供給量を読み出す。これが新気供給量指令部４１に入力されれば追焚バーナの上流側へ新気を送り込む送風機の吐出量が、新気供給量制御弁（図１６では図示せず）の開度調整、もしくは送風機電動機２０のインバータ制御により調整される。例示すると、上記したように原動機吸気温度１５℃、負荷７５％における運転であるから、インバータ制御の場合は表２中の番号８に記載された上記の３５Ｈｚで電動機が駆動され、供給される新気の量は１６，３００Ｎｍ3 ／ｈとなる。
【００７７】
図１９は過負荷に陥った状態の運転形態であるが、センサ２２からの過大温度信号の８８０℃やセンサ２５からの過大蒸発量信号の３１．５ｔ／ｈがボイラ過負荷脱却運転適用要否判定部３５に入ると、過負荷に相当する信号であるとして適用要否判定部３５は移行トリガを発して情報伝達変更部３６の上の四つの接点を導通させ、過大信号の出力値決定部３２への伝達を許容する。センサ２３からＰＩＤ制御部２９に供給された蒸気圧信号をもとにして演算されたＰＩＤ追焚量は、次の三つの追焚量、すなわちセンサ１２，１３からの検出信号をもとに「吸気温度・負荷に対応する追焚量読出部」４３から読み出した第（１−２）工程で求められている「新気供給あり時予想追焚量」、センサ２２からの検出信号をもとに「過負荷時の温度ｖｓ追焚量チャート生成部」４４から「温度過負荷脱却追焚量演算部」４５をたどる第（２−２）工程で求められる「超過温度域抑制追焚量」、センサ２５からの検出信号をもとに「過負荷時の蒸発量ｖｓ追焚量チャート生成部」４６から「蒸発量過負荷脱却追焚量演算部」４７をたどる第（２−４）工程で求められる「超過蒸発量域抑制追焚量」とともに、最小追焚量選定部４０へ送られる。ちなみに、原動機吸気温度と負荷に応じた達成可能蒸発量を引き出すため、センサ１２，１３からそのときの原動機吸気温度と負荷とが「過負荷時の蒸発量ｖｓ追焚量チャート生成部」４６に導入されている。最小追焚量選定部４０で最小であるとして選定された追焚量が燃料量調節指令部３０に供給されるが、ＰＩＤ追焚量が直接供給される経路は情報伝達変更部３６の最下部の開いた接点によって遮断されているから、指令部３０に入る追焚量が重なることはない。なお、図１９中の伝達線が実線で表されているところは伝達がなされ、破線で表されているところは伝達がなく、図１６の場合と同じである。したがって、出力値決定部３２がアクティブ状態にあることが分かる。ちなみに、ボイラ入口排ガス温度が８５０℃より下がり、ボイラ蒸発量が３０．３ｔ／ｈより下がれば、ボイラ過負荷脱却運転要否判定部３５から情報伝達変更部３６に出されていた移行トリガが消失し、接点の導通状態が図１９（形態Ｇ）から図１６（形態Ｆ）のように自動的に戻され、蒸気ドラム圧に基づくＰＩＤ追焚量のみが演算され、常用圧力を保つように制御される。
【００７８】
第（３−６）工程を採用している場合に、例えばボイラ入口排ガス温度の検出値がボイラ運転許容最高温度の８５０℃を超えているが、ボイラ蒸発量の検出値が新気供給あり時達成可能蒸発量の３０．３ｔ／ｈを超えていないときは、第（２−４）工程で求められる「超過蒸発量域抑制追焚量」に相当する追焚量は図１４の（ｂ）から漸減線に乗る前の１，５８７Ｎｍ3 ／ｈが充てられる。したがって、上の説明から分かるように、この１，５８７Ｎｍ3 ／ｈは最小値として選定されるはずがない。一方、ボイラ入口排ガス温度の検出値はボイラ運転許容最高温度の８５０℃を超えていないが、ボイラ蒸発量の検出値が新気供給なし時達成可能蒸発量の３０．３ｔ／ｈを超えているときは、第（２−２）工程で求められる「超過温度域抑制追焚量」に相当する追焚量は図１１の（ａ）から漸減線に乗る前の１，５８７Ｎｍ3 ／ｈが充てられる。したがって、上の説明から分かるように、この１，５８７Ｎｍ3 ／ｈも最小値として選定されるはずがない。
【００７９】
以上は原動機吸気温度１５℃、負荷７５％であるときを例にして述べたが、原動機吸気温度が例えば０℃、負荷５０％であるときは、表２の番号８に代えて番号４に該当し、第（１−２）工程で求められた１，２８９Ｎｍ3 ／ｈは１，４３８Ｎｍ3 ／ｈに置き替えられる。しかし、「新気供給あり時予想追焚量」中の最大値の１，５８７Ｎｍ3 ／ｈと最小値の１，１９７Ｎｍ3 ／ｈはそのまま使用され、図１４の（ａ），（ｂ）の抑制追焚量の演算には何らの変更も及ぼさない。
【００８０】
ところで、第３工程においては第（３−６）工程を例に説明したが、第（３−４）工程を採用した場合について簡単に紹介する。
第（３−４）工程は前述したが、
第（１−２）工程で求められた「新気供給あり時予想追焚量」
第（２−２）工程で求められた「超過温度域抑制追焚量」
蒸気圧をもとにしたＰＩＤ制御により演算された「ＰＩＤ追焚量」
の中の最小値選定とそれに対応する燃料流量制御弁の弁開度調整指令するものである。加えて、新気供給予想量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した新気供給量となるように、追焚バーナの上流側へ新気を送り込む送風機の吐出量をも調整するものである。ということは、第（３−６）工程で述べた中の
第（２−４）工程で求められた「超過蒸発量域抑制追焚量」
を考慮しないというものである。この場合には第（２−４）工程は必要でないことが分かる。
【００８１】
第（３−５）工程を採用した場合については、以下のとおりである。第（３−５）工程は前述したが、
第（１−２）工程で求められた「新気供給あり時予想追焚量」
第（２−４）工程で求められた「超過蒸発量域抑制追焚量」
蒸気圧をもとにしたＰＩＤ制御により演算された「ＰＩＤ追焚量」
の中の最小値選定とそれに対応する燃料流量制御弁の弁開度調整指令するものである。加えて、新気供給予想量のうちそのときの原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した新気供給量となるように、追焚バーナの上流側へ新気を送り込む送風機の吐出量をも調整するものである。ということは、第（３−６）工程で述べた中の
第（２−２）工程で求められた「超過温度域抑制追焚量」
を考慮しないというものである。この場合には第（２−２）工程は必要でないことが分かる。
【００８２】
以上の三つの工程は、図１７の表６「形態Ｆ＆Ｇにおける包含工程の組み合わせ」のケース６、ケース４、ケース５に掲げられたものである。こうして見てくると、制御系においては第（３−４）工程ないし第（３−６）工程のいずれを採用するかは、そのコージェネレーション設備において個々に決めればよいことであって、三つの工程を常に備えておかなければならないというものでないことが分かる。なお、排ガス温度センサ２２（図１６、図１９を参照）や蒸気フローメータ２５が精度のよいものであっても、炉壁輻射など特殊な現象のある測定環境に置かれている結果その計測に信頼がおけないということもあり得る。したがって、第（３−６）工程の場合二つの異なる過負荷要因によって監視する点で、システムの信頼性や確実性を第（３−４）工程や第（３−５）工程よりも向上させやすくなると言える。
【００８３】
次に、「発電装置が運転中」であって、「送風機運転停止自動切替え」モードに設定されているときの工程を述べる。これは、表４でも少し触れたが「送風機常時運転」モードとは前半の工程で一致するが、（４）の工程が付加される。その（４）はすでに記載しているので、ここでの再掲は省く。ところで、コージェネレーションシステム計画時の蒸気需要側の予定を超える過大な蒸発量の要求があったとき、上記した「送風機常時運転」モードと同じように、送風機を運転することにして、投入エネルギを増やせばその要求に応えることができる。先に述べた形態Ａで計画時の蒸発量もしくはそれ近くまでを得ている際に、この形態Ａから形態Ｂの過負荷脱却運転に移行しようとするとき、形態Ｂをとらずに形態Ｆへ切替えるようにすれば、予定を超える過大な蒸発量の要求に応えることができるのは、今までの説明から理解できるところである。それは形態Ｃから形態Ｄへの切替えで応えることができる。
【００８４】
その形態Ｄへの切替えは過負荷の発生を契機とすることになるから、今までに述べた能力超過蒸発量の生成運転やボイラ伝熱管の過熱すなわち「蒸発量拡大要件」を満たした切替条件に該当する。それらに加えて、蒸気圧の低減やＰＩＤ追焚量の異常値発生も切替えの要否判断に供することができる。そこで、この四つの「蒸発量拡大要件」の全部もしくはいずれかがが満たされた時点で「切替条件に該当する」として形態Ｄへ切替え、蒸気需要側の過大な要求に応えられようにしておく。形態Ｆ＆Ｇで説明したのと同様に形態Ｄおよび形態Ｅで送風機を運転することになるが、それは「蒸発量拡大要件」が満たされた以後だけである。一方、「切替条件に該当しなくなったとき」すなわち「蒸発量拡大要件が満たされなくなったとき」とは、今述べた四つの「蒸発量拡大要件」の全部もしくはいずれかが解除されたとき蒸気需要側の過大な要求がなくなったとして送風機を止め、形態Ｃに戻ることできるようにしておこうとする。この切替えや逆替え（切替え解除）の動作を行わせようとするのが、「送風機運転停止自動切替え」モードである。
【００８５】
以下に四種類の「蒸発量拡大要件」の詳細を個々に述べるが、制御系がその全部を備える場合であっても一部を備える場合でも、運転停止自動切替えが可能であるから、少なくとも一つの工程を備えておけばよい。それは、図１８の表７のごとく第（４−１）工程、第（４−２）工程、第（４−３）工程、第（４−４）工程である。しかし、これまた排ガス温度センサや蒸気フローメータ、ドラム圧力センサが、特殊な現象の起こりえる環境に置かれていることからして、二つもしくはそれ以上の「蒸発量拡大要件」の監視をするようにしておくことが好ましい。以下、いずれも原動機吸気温度１５℃、負荷７５％であることを前提にして例示する。
【００８６】
第（４−１）工程は、原動機から供給された排ガスの追焚き時新気を混合させることなく排ガスの追焚量をＰＩＤ演算して決定している際に、すなわち、排ガスの追焚き中に新気を混合させることなくボイラの蒸気圧をもとにＰＩＤ演算し、蒸気圧を設定圧力に保つべく追焚量を決定して運転している際に、ボイラ入口排ガス温度の検出値がボイラ運転許容最高温度８５０℃以上となったとき、その時点より原動機から供給された排ガスに新気を混合するとともに、引続きＰＩＤ演算して追焚量を決定する。すなわち、ボイラのその後の蒸気圧をもとにＰＩＤ演算して、蒸気圧を設定圧力に保つべくＰＩＤ追焚量を増大させる。一方、ボイラ入口排ガス温度の検出値が、そのときの原動機の吸気温度１５℃と負荷７５％の検出値に対応したボイラ入口排ガス温度８０６℃以下となったとき、その時点より排ガスに新気を混合させることを停止するとともに、引続きＰＩＤ演算により排ガスの追焚量を定める。すなわち、ボイラのその後の蒸気圧をもとにＰＩＤ演算して追焚量を減少させるというものである。
【００８７】
第（４−２）工程は、原動機から供給された排ガスの追焚き時新気を混合させることなく排ガスの追焚量をＰＩＤ演算している際に、ボイラ蒸発量の検出値が、そのときの原動機吸気温度例えば１５℃と負荷７５％とに応じて演算された新気供給なし時達成可能蒸発量例えば２６．０ｔ／ｈ以上となったとき、その時点より新気を供給するとともに、その後の蒸気圧をもとに引続きＰＩＤ演算して追焚量を決定する。一方、ボイラ蒸発量の検出値が新気供給なし時達成可能蒸発量２６．０ｔ／ｈ以下となったとき、その時点より排ガスに新気を混合させることを停止するとともに、その後の蒸気圧をもとに追焚量をＰＩＤ演算により定める。
【００８８】
第（４−３）工程は、原動機から供給された排ガスの追焚き時新気を混合させることなく排ガスの追焚量をＰＩＤ演算している際に、ボイラ蒸気圧の検出値が設定圧力以下となったとき、その時点より排ガスに新気を供給するとともに、その後の蒸気圧をもとに引続きＰＩＤ演算して追焚量を決定する。一方、ボイラ蒸気圧の検出値が設定圧力以上となったとき、その時点より排ガスに新気を混合させることを停止するとともに、その後の蒸気圧をもとに追焚量をＰＩＤ演算により定める。
【００８９】
第（４−４）工程は、原動機から供給された排ガスの追焚き時新気を混合させることなく排ガスの追焚量をＰＩＤ演算している際に、ＰＩＤ追焚量が、新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度１５℃と負荷７５％の検出値に対応した追焚量９２０Ｎｍ3 ／ｈ以上となったとき、その時点より原動機から供給された排ガスに新気を供給するとともに、その後の蒸気圧をもとに引続きＰＩＤ演算して追焚量を決定する。一方、ＰＩＤ追焚量が、新気供給なし時予想追焚量のうちそのときの原動機の吸気温度１５℃と負荷７５％の検出値に対応した追焚量９２０Ｎｍ3 ／ｈ以下となったとき、その時点より排ガスに新気を混合させることを停止するとともに、その後の蒸気圧をもとに追焚量をＰＩＤ演算により定める。
【００９０】
とは言っても、運転形態切替条件近くでの「蒸発量拡大要件」の変動に備え、そのときの制御の安定を確保しておくためのチャタリング防止をしておくことが好ましい。第（４−１）工程においては、ボイラ入口排ガス温度の検出値がボイラ運転許容最高温度から予め決められた分だけ上回る「新気供給開始温度」以上となることを形態Ｃから形態Ｄへの切替条件とし、ボイラ入口排ガス温度の検出値が、そのときの原動機の吸気温度例えば１５℃と負荷の検出値例えば７５％に対応したボイラ入口排ガス温度８０６℃（表２中の番号８参照）から予め決められた分だけ下回る「新気供給停止温度」以下となることを形態Ｄから形態Ｃへの逆替条件として設定しておく。
【００９１】
第（４−２）工程においては、ボイラ蒸発量の検出値が、そのときの原動機吸気温度１５℃と負荷７５％とに応じて演算された新気供給なし時達成可能蒸発量例えば２６．０ｔ／ｈから、予め決められた分だけ上回る「新気供給開始蒸発量」以上となることを形態Ｃから形態Ｄへの切替条件とし、ボイラ蒸発量の検出値が、新気供給なし時達成可能蒸発量２６．０ｔ／ｈから予め決められた分だけ上回るが上記した新気供給開始蒸発量よりは少ない「新気供給停止蒸発量」以下となることを形態Ｄから形態Ｃへの逆替条件として設定しておく。
【００９２】
第（４−３）工程においては、ボイラ蒸気圧の検出値が設定圧力から予め決められた分だけ下回る「新気供給開始蒸気圧」以下となることを形態Ｃから形態Ｄへの切替条件とする。一方、ボイラ蒸気圧の検出値が設定圧力から予め決められた分だけ上回る「新気供給停止蒸気圧」以上となることを形態Ｄから形態Ｃへの逆替条件として設定しておく。
【００９３】
第（４−４）工程においては、ＰＩＤ追焚量が新気供給なし時予想追焚量のうち、そのときの原動機の吸気温度１５℃と負荷７５％の検出値に対応した追焚量９２０Ｎｍ3 ／ｈから予め決められた分だけ下回る「新気供給開始追焚量」以上となることを、形態Ｃから形態Ｄへの切替条件とし、ＰＩＤ追焚量が、新気供給なし時予想追焚量のうち、そのときの原動機の吸気温度１５℃と負荷７５％の検出値に対応した追焚量９２０Ｎｍ3 ／ｈから予め決められた分だけ下回るが上記した新気供給開始追焚量よりは少ない「新気供給停止追焚量」以下となることを、形態Ｄから形態Ｃへの逆替条件として設定しておく。
【００９４】
図２０は形態Ｃであり、新気を供給しない状態でかつ過負荷運転となっていない場合であるが、運転形態切替条件のいずれもが形態Ｃから次に述べる形態Ｄへの切替えを促す状態にない。したがって、実質的には形態Ａと変わりがない。ただ、システムデータ入力部２７のうち「発電装置運転下予想蒸発量・追焚量データ」は図３の表１だけでなく図４の表２のデータも追加される点で形態Ａ＆Ｂのみに対応する図８とは異なる。
【００９５】
図２１は形態Ｄであり、図２０の形態Ｃから切替えられて送風機を回し、「蒸発量拡大運転」に入ったときのものである。なお、図２２は、形態Ｄの状態で過負荷運転に陥ったために脱却運転に入った場合の形態Ｅである。形態Ｃから形態Ｄに切替えることができるように、図２０に示した新気供給要否判定部３４にはデータ記憶部２８からのデータが取り込まれ、「要」と判定したときには読出トリガ（図２１を参照）を新気供給量読出部３８に送り、「送風機常時運転」モードのときに述べた１６，３００Ｎｍ3 ／ｈの送風量を可能にしている。この新気供給量を選択するために必要となる原動機吸気温度と負荷がセンサ１２，１３から新気供給量読出部３８に導入され、供給量の読み出しを可能にしている。図２０では「否」と判定されている結果、読出トリガは新気供給量読出部３８に送られず、原動機吸気温度と負荷が入力されてはいるが、供給量は読み出されることのない状態にある。
【００９６】
以上の一連の流れをフローチャートを参照しながら説明する。その説明にあたっては、「送風機運転停止自動切替え」モードのみならず、「送風機常時停止」と「送風機常時運転」のモードも含める。図１はいずれのモードをも処することができる構成であり、その制御は図２で表されている。ちなみに、図８や図９は、「送風機常時停止」モードの理解を容易とするために、それ以外のモードにしか寄与しない要素を取り除いて表示したと述べたが、それを「送風機常時運転」モードや「送風機運転停止自動切替え」モードを行わない「送風機不装備システム」と捉えれば、コージェネレーションシステムの一つとして成り立つことは言うまでもない。しかし、上記したようにいずれのモードにも対応できる構成の図２を用いて、以下順に「送風機常時停止」、「送風機常時運転」および「送風機運転停止自動切替え」を説明する。
【００９７】
まずは、排ガス追焚制御の全体の展開を図２３を参照しながら述べる。これは、形態Ａから形態Ｂへどのようにして移行するか、形態Ｃ（＝形態Ａ）から形態Ｄへどのように切替えられるか、形態Ｄから形態Ｅへはどのようにして移行するか、形態Ｆら形態Ｇへどのようにして移行するかを表したものである。もちろん、運転形態の逆替えについても説明する。これらの動作を説明する前に、システムに導入されている基本的なスイッチの概念を説明する。そのスイッチは、「送風機常時運転」モード、「送風機常時停止」モード、「送風機運転停止自動切替え」モードを選択するものである。スイッチの形態としては種々なものがあるが、図２４はそれをリレー回路で分かりやすく示したものである。このモード選択スイッチ５１は制御電源回路に介在され、新気供給要否判定部３４の動作とあいまって、動力電源回路に置かれた電動機２０の駆動を支配する。
【００９８】
モード選択スイッチ５１は制御盤（図示せず）に設置され、「送風機常時運転」モードを選択するための連続運転用接点、「送風機運転停止自動切替え」モードを選択するための自動切替え用接点を備え、触子がいずれの接点にも触れないときは「送風機常時停止」モードとなるようにしたものである。それは図２４の左上部に実線、一点鎖線、破線で表したいずれかをとる選択機構と制御回路に介装されたリレーコイルＲ1 、Ｒ2 、Ｒ3 を含む。図２ではコイル群を略して５１なる符号を与えている。モード選択スイッチ５１によって最終的にリレーコイルＲ4 が励磁されると動力電源回路上の常開接点ｒ4 が導通状態となり、電動機２０が駆動される。なお、新気供給要否判定部３４には、「蒸発量拡大要件」の充足の有無としての「新気供給要否」を判定するための４つの接点があり、排ガス温度、蒸発量、蒸気圧、ＰＩＤ追焚量が後述する各閾値を超えたときに導通状態となる接点ｒT ，ｒQ ，ｒPE，ｒPIと、上記リレーコイルＲ1 、Ｒ2 、Ｒ3 が励磁されると導通する常開接点ｒ1 、ｒ2 、ｒ3 を含む。
【００９９】
スイッチの動作を簡単に説明する。触子が「連続運転」の接点を選択するとリレーコイルＲ1 が励磁され、常開接点ｒ1 が導通状態となってリレーコイルＲ4 を励磁する。これによって常開接点ｒ4 が導通して電動機２０が回転し、送風機１９は常時運転状態に置かれる。触子が「自動切替」の接点を選択しているとリレーコイルＲ1 は消磁状態に置かれて常開接点ｒ1 は開放状態となる一方、Ｒ3 が励磁されて常開接点ｒ3 を導通させる。常開接点のｒT ，ｒQ ，ｒPE，ｒPIのいずれもが導通しなければ、すなわち新気供給「要」の判定が出ていなければリレーコイルＲ2 は消磁状態に置かれる。常開接点ｒ2 も導通しないからリレーコイルＲ4 は励磁されず、常開接点ｒ4 は動力回路を遮断して電動機２０を駆動させない。この状態で常開接点ｒT ，ｒQ ，ｒPE，ｒPIのいずれかの一つでも導通すれば、すなわち形態Ｃから形態Ｄへの切替えのための「蒸発量拡大要件」が充足されればリレーコイルＲ2 は励磁され、常開接点ｒ2 が導通することによるリレーコイルＲ4 の励磁で常開接点ｒ4 は動力回路を導通させ、電動機２０が駆動される。触子が「連続運転」の接点も「自動切替」の接点も選択していなければ、リレーコイルＲ1 、Ｒ3 は励磁されることがないから、たとえ常開接点ｒT ，ｒQ ，ｒPE，ｒPIのいずれかが導通するようなことがあっもリレーコイルＲ2 、Ｒ4 は励磁されず、電動機２０は駆動されない。
【０１００】
説明をスイッチから制御に戻す。排ガス追焚制御の全体の展開を図２３のフローチャートを参照して述べる。まず、原動機吸気温度１５℃、負荷７５％であるとする。図１中のモード選択スイッチ５１で「常時停止」が選択されていれば「送風機常時停止」モードであるから、ステップ１（以下Ｓ１と表す）を経てＳ２のボイラ過負荷脱却運転適用要件が充足しているかが見られる。これは、図２５の左の列のＳ２ＡとＳ２Ｂにおいてなされ、温度センサ２２によるボイラ入口排ガス温度が８５０℃より低く、蒸気フローメータ２５により検出されたボイラの蒸発量がその排熱ボイラで新気供給なし時達成可能蒸発量である２６．０ｔ／ｈより少ないならボイラ過負荷脱却運転の適用は不要であり（Ｓ２Ｄ）、形態Ａである図２６の状態に置かれる。すなわち、図２３のＳ３でＰＩＤ追焚量が演算され、その追焚量となるように燃料流量制御弁１６の開度が調節される（Ｓ４）。
【０１０１】
Ｓ２すなわち図２５のＳ２ＡとＳ２Ｂにおいて少なくともボイラ入口排ガス温度が８５０℃以上であるかボイラ発生蒸発量が２６．０ｔ／ｈ以上にあるなら、ボイラ過負荷脱却運転を適用しなければならず（Ｓ２Ｃ）、図２６のボイラ過負荷脱却運転適用要否判定部３５から図２７のように移行トリガが出て情報伝達変更部３６の導通状態を変え、形態Ａから形態Ｂの状態に置かれる。そして、Ｓ５に進んで前述した第（３−３）工程をとって最小追焚量が選定され（Ｓ６）、その追焚量となるように燃料流量制御弁１６の開度が調節される（図２３のＳ４）。Ｓ１に戻り、Ｓ２に至り、図２５の左の列のＳ２ＡとＳ２Ｂにおいて排ガス温度が８５０℃より低く、蒸発量が２６．０ｔ／ｈより少なくなっているなら適用していたボイラ過負荷脱却運転は不要となる（Ｓ２Ｄ）。これによって図２７のボイラ過負荷脱却運転適用要否判定部３５からで出ていた移行トリガが消失し、情報伝達変更部３６の導通を元の状態にして、図２６の形態Ａに戻されることになる。
【０１０２】
次に、図１６の左に描いたように、モード選択スイッチ５１で「連続運転」が選択されていれば「送風機常時運転」モードとなり、図２３のステップ１を経てＳ７に至り、図２３中のＳ８のボイラ過負荷脱却運転適用要件を充足しているかを見る。これは、図２５の右の列のＳ８ＡとＳ８Ｂにおいてなされ、温度センサ２２によるボイラ入口排ガス温度が８５０℃より低く、蒸気フローメータ２５によるボイラ発生蒸発量がその新気供給あり時達成可能蒸発量である３０．３ｔ／ｈより少ないならボイラ過負荷脱却運転適用が不要であり（Ｓ８Ｄ）、形態Ｆである図１５の状態に置かれる。すなわち、図２３のＳ３でＰＩＤ追焚量が演算され、その追焚量となるように燃料流量制御弁１６の開度が調節される（図２３のＳ４）。Ｓ８すなわち図２５のＳ８ＡとＳ８Ｂにおいて少なくともボイラ入口排ガス温度が８５０℃以上であるかボイラ発生蒸発量が３０．３ｔ／ｈ以上にあれば、ボイラ過負荷脱却運転を適用しなければならず（Ｓ８Ｃ）、図１６のボイラ過負荷脱却運転適用要否判定部３５から図１９のように移行トリガが出て情報伝達変更部３６の導通状態を変え、形態Ｆから形態Ｇの状態に置かれる。そして、Ｓ９に進んで前述した第（３−６）工程をとって最小追焚量が選定され（Ｓ６）、その追焚量となるように燃料流量制御弁１６の開度が調節される（Ｓ４）。
【０１０３】
Ｓ１に戻り、Ｓ７に至り、図２５の右の列のＳ８ＡとＳ８Ｂにおいて排ガス温度が８５０℃より低く、蒸発量が３０．３ｔ／ｈより少なくなっているなら適用してたボイラ過負荷脱却運転は不要となる（Ｓ８Ｄ）。図１９のボイラ過負荷脱却運転適用要否判定部３５からで出ていた移行トリガが消失し、情報伝達変更部３６の導通を元の状態にして、形態Ｆへ戻される（図１６）。なお、「送風機常時運転」モードでは新気供給量読出部をアクティブ化させておく必要があり、そのためにモード選択スイッチ５１の触子が「連続運転」接点となった時点で例えばリミットスイッチＬ／Ｓを作動させるなどして図１６および図１９中に太い一点鎖線で示した読出トリガが発せられるようになっている。ちなみに、そのアクティブ化のトリガは後述する「送風機運転停止自動切替え」モードのときに新気供給要否判定部３４からも入ることがあるから、その両トリガ回路はＯＲ回路５２を介して新気供給量読出部３８に接続されている。
【０１０４】
次に、図２０のように、モード選択スイッチ５１で「自動切替」」が選択されていれば「送風機運転停止自動切替え」モードであり、図２３のステップ１、Ｓ７を経てＳ１０に至り、Ｓ１１で送風機が運転中かどうかが見られる。これは、図２４で言えば動力電源回路の常開接点ｒ4 が導通状態にあるかどうかによって知ることができる。その検出については公知であるから図２４からも省いているが、接点ｒ4 が導通していなければ送風機は停止していることが確認され、Ｓ１２に進む。図２８のＳ１２ＡからＳ１２Ｄのいずれもが満たされていなければ、送風機を駆動するに及ばないから停止は維持される（Ｓ１３）。形態Ｃが維持され図２０の状態が保たれる。すなわち、図２３のＳ３でＰＩＤ追焚量が演算され、その追焚量となるように燃料流量制御弁１６の開度が調節される（Ｓ４）。
【０１０５】
図２８のＳ１２ＡからＳ１２Ｄのいずれかが満たされていると、送風機を運転しなければならない（Ｓ１４）。図２０の新気供給要否判定部３４から図２１のように読出トリガが出て新気供給量読出部３８をアクティブ化し、以後必要となる新気供給量を得て新気供給量調節指令部４１に出力される。インバータ制御であれば読み出された周波数で電動機２０が駆動される。形態Ｄへの切替えがなされると図２０の状態となる。これ以降、図２３中のＳ８のボイラ過負荷脱却運転適用要件が充足しているかを見る。これは、図２５の右の列のＳ８ＡとＳ８Ｂにおいてなされ、排ガス温度が８５０℃より低く、蒸発量が３０．３ｔ／ｈより少ないならボイラ過負荷脱却運転適用が不要であり（Ｓ８Ｄ）、形態Ｄである図２１の状態に置かれる。ＰＩＤ追焚量が演算され、燃料流量制御弁１６の開度が調節される（図２３のＳ４）。一方、Ｓ８すなわち図２５のＳ８ＡとＳ８Ｂにおいて少なくとも一つ該当すれば、ボイラ過負荷脱却運転を適用しなければならない（Ｓ８Ｃ）。図２１のボイラ過負荷脱却運転適用要否判定部３５から図２２のような移行トリガが出て情報伝達変更部３６の導通状態を変え、形態Ｄから形態Ｅである図２２の状態に置かれる。そして、図２３のＳ９に進んで前述した第（３−６）工程をとって最小追焚量が選定され、その追焚量となるように燃料流量制御弁１６の開度が調節される（Ｓ４）。もちろん、送風機は先に指定された周波数でもって運転が続く。
【０１０６】
Ｓ１に戻り、Ｓ７に至り、図２５の右の列のＳ８ＡとＳ８Ｂにおいて排ガス温度が８５０℃より低く、蒸発量が３０．３ｔ／ｈより少なくなっているなら適用してたボイラ過負荷脱却運転は不要となる（Ｓ８Ｄ）。図２２のボイラ過負荷脱却運転適用要否判定部３５からで出ていた移行トリガが消失し、情報伝達変更部３６の導通を元の状態にして、図２１の形態Ｄに戻される。Ｓ１に戻り、Ｓ７を経てＳ１０に至り、図２９のＳ１５ＡからＳ１５Ｄのいずれかが満たされていなければ、送風機の運転は維持される（Ｓ１４）。形態Ｄが維持され図２１の状態が続けられる。すなわち、図２３のＳ３でＰＩＤ追焚量が演算され、その追焚量となるように燃料流量制御弁１６の開度が調節される（Ｓ４）。
【０１０７】
図２９のＳ１５ＡからＳ１５Ｄのいずれもが満たされれば、送風機は停止される（Ｓ１３）。すなわち「蒸発量拡大」運転が解除される。図２１の新気供給要否判定部３４から出ていた読出トリガが図２０のように消失し、新気供給量読出部３８の機能が止まって、形態Ｄから形態Ｃに逆替えされる。その後は図２３のＳ３でＰＩＤ追焚量が演算され、その追焚量となるように燃料流量制御弁の開度１６が調節される（Ｓ４）。なお、図２８のＳ１２ＡからＳ１２Ｄおよび図２９のＳ１５ＡからＳ１５Ｄには、チャタリング防止の対策が施されている。第（４−１）工程で述べた「ボイラ運転許容最高温度から上回る予め決められた分」は２０℃とされ、それがＳ１２Ａに記載されている。したがって、「ボイラ運転許容最高温度から予め決められた分だけ上回る温度」すなわち「新気供給開始温度」は８７０℃となる。同工程で述べた「原動機の吸気温度例えば１５℃と負荷の検出値例えば７５％に対応したボイラ入口排ガス温度８０６℃から下回る予め決められた分」は２５℃とされ、それがＳ１５Ａに記載されている。したがって、「原動機の吸気温度例えば１５℃と負荷の検出値例えば７５％に対応したボイラ入口排ガス温度８０６℃から予め決められた分だけ下回る温度」は７８１℃となる。
【０１０８】
第（４−２）工程のところで述べた「原動機吸気温度１５℃と負荷７５％とに応じて演算された新気供給なし時達成可能蒸発量例えば２６．０ｔ／ｈから上回る予め決められた分」は０．３ｔ／ｈとされ、それがＳ１２Ｂに記載されている。したがって、「原動機吸気温度１５℃と負荷７５％とに応じて演算された新気供給なし時達成可能蒸発量２６．０ｔ／ｈから予め決められた分だけ上回る蒸発量」すなわち「新気供給開始蒸発量」は２６．３ｔ／ｈとされている。同工程で述べた「新気供給なし時達成可能蒸発量２６．０ｔ／ｈから上回る予め決められた分」は０．１ｔ／ｈとされ、それがＳ１５Ｂに記載されている。したがって、「新気供給なし時達成可能蒸発量２６．０ｔ／ｈから予め決められた分だけ上回るが新気供給開始蒸発量よりは少ない蒸発量」すなわち「新気供給停止蒸発量」は２６．１ｔ／ｈとされる。
【０１０９】
第（４−３）工程のところで述べた「設定圧力から下回る予め決められた分」は０．１ＭＰａとされ、それがＳ１２Ｃに記載されている。したがって、「設定圧力から予め決められた分だけ下回る蒸気圧」すなわち「新気供給開始蒸気圧」は１．１７ＭＰａとなる。同工程で述べた「設定圧力から上回る予め決められた分」は０．１ＭＰａとされ、それがＳ１５Ｃに記載されている。したがって、「設定圧力から予め決められた分だけ上回る蒸気圧」すなわち「新気供給開始蒸気圧」は１．３７ＭＰａとされる。
【０１１０】
第（４−４）工程で述べた「原動機の吸気温度１５℃と負荷７５％の検出値に対応した追焚量９２０Ｎｍ3 ／ｈから下回る予め決められた分」は１０Ｎｍ3 ／ｈとされ、それがＳ１２Ｄに記載されている。したがって、「原動機の吸気温度１５℃と負荷７５％の検出値に対応した追焚量９２０Ｎｍ3 ／ｈから予め決められた分だけ下回る追焚量」すなわち「新気供給開始追焚量」は９１０Ｎｍ3 ／ｈとなる。同工程で述べた「原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量９２０Ｎｍ3 ／ｈから下回る予め決められた分」は２０Ｎｍ3 ／ｈとされ、それがＳ１５Ｄに記載されている。したがって、「原動機の吸気温度と負荷の検出値に対応した追焚量９２０Ｎｍ3 ／ｈから予め決められた分だけ下回るが新気供給開始追焚量よりは少ない追焚量」すなわち「新気供給停止追焚量」は９００Ｎｍ3 ／ｈとされる。
【０１１１】
以上述べたいずれの数字も前述した閾値に当たり、これを境にして、新気供給要否判定部３４の接点ｒT ，ｒQ ，ｒPE，ｒPI（図２４を参照）がスイッチとして動作することになる。なお、チャタリング防止用のマージンはあくまでも一例に過ぎないことは言うまでもない。それらが固定的な値であってもよいが、原動機吸気温度と負荷の違いによって異なる値を与えておくようにしてもよい。
【０１１２】
本例によれば、過負荷要因であるボイラ伝熱管の過熱や蒸発量過多から、その要因に基づく抑制追焚量を演算することで、極めてシンプルな制御によって脱却できることが分かる。蒸気需要側の消費増大に応えるべく蒸発量拡大のため、その要件の有無が把握され、蒸気需要側の満足と蒸発量拡大不要時の省エネ運転への移行がチャタリングを起こすことなく円滑になされることになる。
【０１１３】
以上述べたコージェネレーションシステムにおいては、図５の表３で触れた形態Ｈのように、発電装置が停止した状態で送風機を常時運転しておくこともできる。これは図３０に表した実線のような動作となる。このように発電装置が稼働していなくても蒸気を得ることができる。このときの送風量はアクティブ化されている新気供給量読出部３８から出力され、その駆動周波数は６０Ｈｚとされ、追焚量は蒸気圧をもとにしたＰＩＤ演算によって求められる。
【０１１４】
ところで、排熱ボイラは蒸気を発生させるボイラであると説明してきた。しかし、それに代えて温水・温油を発生させるボイラとすることも差し支えない。温水・温油を設定温度に保つべく導入排ガスの追焚量を検出温水・温油の温度をもとにしたＰＩＤ制御により決定し、蒸発量は温水・温油量に置き替え、蒸気は温水・温油に、圧力は温水・温油の温度に置き替えれば、蒸気発生用ボイラと何ら変わることがない。
【０１１５】
詳しく述べれば、検出された温水温度・温油温度をもとにＰＩＤ演算して、設定温水温度・温油温度に保つべく導入排ガス中での追焚量を決定する。（１）の工程中の新気供給あり時予想追焚量とその新気供給予想量とは、排熱ボイラ固有の設定温水温度・温油温度を計算上発生させる一群の予想追焚量とその新気供給予想量とし、達成可能蒸発量に代えて達成温水・温油量としておけばよい。なお、図８や図９のごとくの「送風機不装備システム」の場合は、（１）の工程中の新気供給なし時予想追焚量は、排熱ボイラ固有の設定圧力を計算上発生させる一群の予想追焚量に代えて、排熱ボイラ固有の設定温水温度・温油温度を計算上発生させる一群の予想追焚量とし、達成可能蒸発量に代えて達成温水・温油量としておけばよい。このように温水・温油ボイラにも適用することができるという点で、本発明の汎用性の広さが伺われる。
【０１１６】
ところで、形態Ｃ、Ｄ＆Ｅの場合、コージェネレーションシステム計画時、排ガスを追焚くことにより発生させることができる蒸発量を超える能力の排熱ボイラを選定しておくことになる。しかし、排ガスに新気を供給するとともに追焚量を増やすことができるようにしておくから、蒸気需要側から計画時の予定を超える過大な蒸発量の要求があっても、それに応えることができるようになる。すなわち、送風機を運転しなければ発電装置からの排ガスの追焚きだけで稼働させることになり、送風機を運転すれば排ガスに新気を混合させかつ追焚量を増やすことによって、排熱ボイラが本来発揮し得る許容最大蒸発量もしくはそれに近い量を発生させることができる。この蒸発量拡大稼働中にボイラの過負荷要因が発生しても、発電装置の原動機吸気温度や負荷を考慮したうえでの抑制追焚量の選定がなされ、過負荷からの脱却を図ってボイラが保護される。このとき、ボイラ運転可能最小追焚量まで一気に落とすことはないから、蒸発量が過大に減少したり変動することはなく、蒸気需要側での操業に急激な変調や混乱をきたすことはない。
【符号の説明】
【０１１７】
１…発電装置、２…排熱ボイラ、３…流通ダクト、４…排ガス、５…新気（フレッシュエア）、６…新気供給装置、７…原動機、８…ジェネレータ（発電機）、９…蒸気、１０…１３Ａ天然ガス、１１…蒸気ドラム、１２…吸気温度センサ、１３…負荷センサ、１４…追焚装置、１５…追焚バーナ、１６…燃料流量制御弁、１７…燃料フローメータ、１８…新気混合箱、１９…送風機、２０…電動機、２１…新気供給量制御弁、２２…排ガス温度センサ、２３…ドラム圧力センサ、２４…蒸気需要側、２５…蒸気フローメータ、２６…追焚量演算制御手段、２９…ＰＩＤ制御部、３０…燃料量調節指令部、３１…形態変更判定部、３４…新気供給要否判定部、３５…ボイラ過負荷脱却運転適用要否判定部、３８…新気供給量読出部、３９…要因ごと過負荷時追焚量演算部、４０…最小追焚量選定部、４１…新気供給量指令部、４３…吸気温度・負荷に対応する追焚量読出部、４４…過負荷時の温度ｖｓ追焚量チャート生成部、４５…温度過負荷脱却追焚量演算部、４６…過負荷時の蒸発量ｖｓ追焚量チャート生成部、４７…蒸発量過負荷脱却追焚量演算部、５１…モード選択スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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